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1、背光驱动电路 原理、维修、代换,济南分公司 王建忠 2008-04-13,目前液晶电视的销量和社会保有量非常大，而液晶电视的中背光灯高压驱动电路是极易发生故障的部位，又因为介绍背光驱动电路的维修资料很少，造成维修难度较大，一般都是通过更换同型号板解决，既费时又费力。该电路类似于CRT电视机中的行扫描电路，工作在高电压大电流状态，其故障率不低于行扫描电路。在此我简要介绍一下背光板的原理，维修和代换。 背光板的简要原理 背光板的故障维修 背光板的代换方法,第一部分：背光板的简要原理,一台完整的液晶电视一般由液晶屏、主板、按键板以及背光板组成（又称升压板），另外，在一些高端的液晶电视机中带有USB、
2、HDMI、DVI等插口板。背光板有独立型的背光板，即需要由一个12V、24V的电源向其供电，TCL大多数机型采用这种方式，另有部份机器主电源与背光板是连在一起的，如：LCD27K73。 在讲述背光板的原理之前先简要讲一下液晶的显示原理，目前，市场上液晶屏主要有三星、中华、奇美等，而其构造，均由液晶层、玻璃、信号处理板及灯管等组成！一方面，主板将各路输入信号经过处理和完成格式转换后送到液晶屏，推动液晶分子翻转，这时是看不到画面的，因为没有背光灯管的照射光，只有背景画面亮一点的暗淡图象。 另一方面，主板产生信号后，紧接着升压板也开始工作，推动灯管发光，并在背光灯管发出光的照射下，液晶屏才能显示完整
3、的图象。,在了解以上的大概状况后，我们不难理解：背光板的作用就是产生点亮灯管的驱动电压，从而点亮灯管以产生画面背景光。但是，灯管如同日光灯管一样，其内部充满了氖气，要想让它发光，必须在其未点亮前产生1500V左右的高压来激发内部的气体，一旦气体导通后，则必须要有600800V电压、9MA左右的电流供其发光，这就使得普通的12V、24V或者市电的220V电压跟本达不到其要求，因此必须升压。当背光灯管所有的发光条件都满足了，背灯管就能发光了。此时给主板输入信号，图像就能显示出来。 多数的液晶屏是由直流电压控制背光板开关的，一般为3.3或5V控制，即ON/OFF控制电压，大部份机器是控制IC内部振荡
4、器，使其工作在振荡或停振状态，少数机器是通过接通或断开背光板供电来控制背光灯的开关的。,背光板的简要原理,这样以后，基本保证了升压板的正常工作及画面的正常显示，正常工作的须满足三个条件：1、12V或24V供电线 2、接地线 3、控制信号线 。 各位记住，这三根线的任何一根没接入必导致灯管不亮，即没显示。 大家要知道，我们每一台的液晶电视机都带亮度控制的，要想使得画面的亮度能够根据需要进行控制，必须引入亮度控制电路，其由主板的CPU或芯片输出，一般由05V或50V间变化。 故此，要使一台液晶的完全能正常控制显示，除主板要正常外，升压板要具备以上4个条件。,背光板的简要原理,我们知道：背光灯高压驱
5、动电路在液晶电视机中是一个单独工作的、受控于CPU 的电路组件，其主要作用是点亮液晶屏内的背光灯管，并受CPU 控制，对其能进行启动、停止（on/off）及亮度控制。由于液晶屏的尺寸、灯管的数量、点亮电压、启动特性均不相同，背光灯高压驱动电路其输出特性必须适配于所驱动的液晶屏。 背光灯高压驱动电路组件部分主要由振荡器、调制器、功率输出电路及保护检测电路组成。在三星32 寸液晶屏中，背光灯高压驱动电路除功率输出部分和检测保护部分外，振荡器、调制器及控制部分采用一块ROHM（罗姆）公司的单片集成电路BD9884FV 来完成。,下面以三星32寸屏背光驱动电路为例进行介绍：,下面以三星32寸屏背光驱动
6、电路为例进行介绍：,（图1 虚线框内）；功率输出采用N 沟道和P 沟道组合的MOSFET 功率模块SP8M3 来完成，保护检测由集成电路10393 完成，输出电路由高压变压器、谐振电容及背光灯管（CCFL）完成（并有输出电压、输出电流取样电路）。以上这几部分安装在一块电路板上，基本电路框图及工作过程如图1 所示。,图1 中，CPU 部分送来的控制信号控制振荡器开始工作，产生频率约100KHz 的振荡信号，送入调制器内部和CPU 部分送来的PWM 亮度控制信号进行调制，调制后输出断续的100KHz 激励振荡信号送入功率输出电路，输出高压并点亮背光灯管。 PWM 调制信号改变输出高压脉冲的宽度，达
7、到改变亮度的目的。背光灯管点亮后， L2、C 及CCFL 的组合又使高压波形正弦变化（低Q 值串联谐振），电容C 的容抗及L2 的感抗又起到背光灯管的限流作用。 串联在背光灯管上的取样电阻R 上的压降，作为背光灯管的工作状态取样电压输送到保护检测电路（由10393 组成），高压变压器L3 的输出，作为输出电压取样信号也输送到保护检测电路，当输出电压及背光灯管工作电流出现异常，保护检测电路控制调制器停止输出。由于三星32 寸屏是采用16 只背光灯管，又由于背光灯管不能并联和串联应用，所以必须每个背光灯管配用一个高压变压器，此16 个高压变压器要有相适配的激励电路来驱动。下图2A 是三星32 寸屏
8、背光灯高压驱动组件图片，图2B 是主要元件标注。,一、信号流程及工作原理：,1、BD9884FV： BD9884FV 是ROHM（罗姆）公司专门为液晶显示屏背光灯高压驱动电路设计的系列集成电路之一（适合不同的屏及电路形式，有BD9882BD9886 系列选用），该集成电路支持多灯管、大屏幕液晶显示器的背光灯高压驱动电路，每块BD9884FV 可支持到8 只灯管驱动。 BD9884 的特点： （1）2 通道输出，半桥拓扑结构（电路上改变即可用于全桥结构）； （2）内置灯管电流、电压反馈检测控制电路； （3）支持多灯管方案； （4）软启动功能 （5）具有时间锁存短路保护； （6）具有欠压和过压保护
9、； （7）具有脉冲（PWM）输入和直流输入两种亮度控制方式； （8）具有待机控制功能（由STB 脚实现）； （9）供电电压511V； （10）具有内置同步移相通讯接口，支持多IC 并联使用，实现大屏 幕、多灯管驱动（16 根灯管）；,二、集成电路BD9884FV 及MOS 功率输出模块 SP8M3 介绍：,二、集成电路BD9884FV 及MOS 功率输出模块 SP8M3 介绍：,二、集成电路BD9884FV 及MOS 功率输出模块 SP8M3 介绍：,2、SP8M3： SP8M3 是N 沟道 + P 沟道组合功率放大MOSFET 模块，具有体积小、功率大、导通电阻小、对称性好、无需散热器的贴片
10、元件。Vds 为30V，ID 最大达到7A，内部电路及外形如图5 所示。,二、集成电路BD9884FV 及MOS 功率输出模块 SP8M3 介绍：,三、BD9884FV 基本电路介绍：,三星32 寸液晶屏采用了两块BD9884FV 完成对16 灯管背光灯的激励驱动，电路比较复杂，为了便于对三星32 寸液晶屏16 灯管背光灯高压驱动电路的理解，先介绍图7 所示的采用一块BD9884FV 构成的两灯管驱动电路的基本方案。,三、BD9884FV 基本电路介绍：,BD9884FV 是具有两通道输出的驱动集成电路，图7 方案是两个通道分别点亮各自一只背光灯管的激励驱动原理图，两个通道均同时受16 脚输入
11、的on/off 启动信号及1 脚输入的PWM 亮度控制信号的控制。由26 脚、27 脚输出第一通道激励信号，23 脚、24 脚输出第二通道激励信号 1、第一通道高压激励驱动： BD9884FV 的26 脚、27 脚输出激励信号，Q1、Q2、T1、C1、CCFL1、R1 组成第一通道激励驱动电路，18 脚是该通道背光灯管工作状态取样反馈输入端，10 脚是输出高压取样反馈输入端，起到输出电压异常和灯管工作异常时，即进入停止激励输出的保护作用。,三、BD9884FV 基本电路介绍：,2、电路特点： Q1、Q2 为SP8M3 功率输出模块，组成了全桥架构功率输出模式，等效电路如图8 所示（BD9884
12、FV 的设计是支持半桥架构功率输出模式，在本电路中增加了Q507、Q508 电路，使其具有支持全桥架构功率输出的功能），输出电路由T1、C1、CCFL1 及R1 组成一个低Q值串联谐振电路。图8：,三、BD9884FV 基本电路介绍：,3、工作过程： 在液晶电视开机后，24V 电源即加于背光灯驱动电路板上，该电压直接加于Q1Q4 功率输出模块，并经过降压、稳压为6V 后，加到BD9884FV 的28 脚作为VCC 电压。此时，CPU 送来开机on/off 信号进入16 脚，BD9884FV 内部振荡器开始工作，产生100KHz 方波信号送入调制器，并和CPU 送来经过BD9884FV 的1 脚
13、输入的PWM 亮度控制信号进行调制、 放大。由26 脚、27 脚输出激励信号，加到全桥架构功率输出电路Q1、Q2 的两只N 沟道MOS 管的栅极（G1）上；从图8 等效电路中可以看到，Q1、Q2 中的四只MOS 管组成了全桥架构的四个桥臂，由26 脚、27 脚输出激励信号，分别加到Q1 和Q1 功率模块的N沟道MOS 管上，使其轮流导通。放大后的激励信号则经过L1 流通，经过T1 升压加到背光灯管并点亮灯管；T1 的L3、C1 和CCFL1 组成一个低Q 值的串联谐振电路。谐振频率和激励振荡频率相同时，输出波形进行了正弦化的矫正；在CCFL1 灯管点亮后，其T1 的感抗和C1 的容抗起到了灯管
14、限流作用。 R1 为CCFL1 灯管工作电流取样电阻，该电压反映了灯管的工作状态是否正常；当灯管工作异常时，灯管电流产生变化，在R1 上产生的压降Ui也相应变化，该灯管工作电流取样电压Ui 反馈到BD9884FV 的18 脚，控制振荡激励电路停止工作（在多灯管的液晶屏中，当某一只灯管出现故障或启动性能有差异时，即会出现屏不能启动点亮的故障）。,三、BD9884FV 基本电路介绍：,T1 的L2 为输出电压过压、欠压取样绕组，取样电压Uv 反馈到振荡、控制集成电路BD9884FV 的10 脚，该取样电压Uv 的变化反映点亮灯管高压输出的正常与否。当电路出现故障引起该电压异常时，由10 脚内部的比
15、较控制电路控制振荡电路停止工作，高压变压器外形及接线图如图9 所示。图9：,三、BD9884FV 基本电路介绍：,4、第二通道高压激励驱动： 23 脚、24 脚输出激励信号，Q3、Q4、T2、C2、CCFL2、R2 组成第二路通道系统，工作原理和第一路通道相同。17 脚为第二路通道的灯管电流取样输入，13 脚为输出电压取样输入。,第二部分：背光板的检修,背光驱动板损坏坏后最常见的有以下几种故障: 1、瞬间亮后马上黑屏 ：该问题主要为背光板反馈电路起作用导致，如：高压过高导致保护、反馈电路出现问题导致无反馈电压、反馈电流过大、灯管PIN松脱、IC输出过高等等都会导致该问题，原则上只要IC有输出、
16、自激振荡正常，其它的驱动电路和输出电路任何零件不良均会导致该问题，该现象是液晶电视背光板不良的最常见之现象。维修时最主要的方法是： （1）短接法-一般情况下，脉宽调制IC中有一脚是控制或强制输出的，对地短路该脚则其将不受反馈电路的影响，强制输出脉冲波，此时升压板一般均能点亮，并进行电路测试，但要注意：因此时具体故障点，故障部位还未找到，因此短路时间过久可能会导致一些意想不到的现象，如：高压线路接触不良时，强制输出可能会导致线路打火而烧板！,第二部分：背光板的检修,（2）、对比测试法：因液晶电视机灯管采用均为4个以上，多数厂家在设计时左右灯管均采用双路输出，即灯管对应相同的电路，此时，两个电路就
17、可以采用对比测试法，以判定故障部位！有时是一块背光板分为左右相同的两部分驱动电路，其检修方法同样可以采用对比法。 另一方面，在不明情况下，最好不要乱短路IC各脚，否则可能会出现异想不到的后果！很可能烧毁驱动MOSFET。 2、通电后背光灯瞬间不能点亮： 此问题主要为背光板不产生高压所致，如：12V、24V电源没有或电压不正常、控制电压未加入、接地不正常、IC无振荡/无输出、自激振荡电路产生不良等均会出现该现象！ 维修时先从供电和开关信号入手检查，若保险电阻烧断，不要急于更换，要检查保险电阻的一端有无短路，多为驱动管击穿损坏，或升压变压器漏电短路等。,第二部分：背光板的检修,3、亮度偏暗升压板上
18、的亮度控制线路不正常：12V、24偏低、IC输出偏低、高压电路不正常等均会导致该问题，部份可能伴随着加热几十秒后保护，产生无显示！ 4、干扰主要有水波纹干扰、画面抖动/跳动、星点闪烁（该现象少数，多数均为液晶屏问题）等，主要是高压线路的问题 以上几点是背光驱动板板产生问题的几个主要现象，对于背光板产生的不良，我们不防把它这样比作灯管，就是相当于我们经常所见的日光管（当然，其电压要比日光灯高得多，其粗的一根高压线接的是高压输入、细的一根低压线接的是输出反馈端）、线路板把它看作逆变器线路，围绕着该状况去修，可能会容易一点。,第三部分：背光板的代换,任何背光板板只要装得下（背光灯管的接口个数一致，供
19、电相同），那么它就是“万能”的，有人会问：从市场上买来背光板不知道参数，接插口和原机不一样，怎么进行代换？ 其实很简单,首先确定电源线正极和负极,有保险丝的一般来说是正极,负极多是接在电容的负极上. 然后确定电压,确定电压的最好办法是看电容的标记了,看滤波电容的标记的耐压值，假如25V左右那么就是此背光板就是12V供电的,假如电容上标35V、50V左右,那么输入电压肯定是24V,如果低于24V供电的背光板把电容上所标的伏数除以二,最接近电压值就是就是背光板的供电电压。,第三部分：背光板的代换,有的人说按这样接了,还是不亮,或者只是闪一下就灭了,是的有很多高压板多是这样的,那怎么办呢?找出控制脚,看看那只脚是接到一个小三极管上的,一般是直接引接到三极管上的,最多中间有个小电容,应该很容易辨认的,控制脚一般是3.3V和5V,也有个别是接地的,所以我们在不知道的情况下,先接地试一下,不行再接3.3V再接5V,假如输入电压和控制电压多是3.3V的情况时,可以直接合并。 多余的脚怎么办?空着! 以上拙见，希望能给大家一点帮助，同时也希望大家秉着一颗无私之心将你们的一些技术经验交流出来与大家分享，以相互提升技术水平！,谢谢大家！,