ЖК телевизоры Philips 32PFL3605xx*/ 42PFL3605xx на шасси TPM4.1E LA. Ремонт блоков питания и инверторов питания электролюминесцентных ламп задней подсветки (часть 1)

Этот материал продолжает тему, начатую в [1]. Рассматриваются схемотехника и диагностика блоков питания и инверторов питания ламп задней подсветки ЖК панелей ТВ шасси TPM4.1E LA.

* xx - ... код страны сборки: 12 - Венгрия, 60 - Россия.

Общие сведения и конструкция

Как уже отмечалось в [1], рассматриваемое ТВ шасси TPM4.1E LA является одной из разработок компании PHILIPS (примерно 2009-2010 гг) и предназначено для производства ЖК телевизоров с панелями диагональю 32 и 42 дюйма, а именно, "32PFL3605/12, "32PFL3605/60", "42PFL3605/12", "42PFL3605/60". В этих моделях для задней подсветки ЖК панелей применяются электролюминесцентные лампы CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lampe), для питания которых необходимо высокое переменное (высокочастотное) напряжение. В связи с этим блоки питания телевизоров состоят из двух узлов:

- основного источника, от которого питаются плата малых сигналов (SSB - Small Signal Board) и ЖК панель;

- DC/AC-преобразователя (инвертора), питающего CCFL.

Рассмотрим эти узлы более подробно.

В качестве примера на рис. 1 приведено расположение блока питания в 32-дюймовой модели.

Рис. 1. Расположение блока питания в 32-дюймовой модели ТВ: 1 - плата блока питания; 2 - плата SSB

Основной источник питания

Принципиальная электрическая схема основного источника питания 32-дюймовых моделей ТВ приведена на рис. 2 (см. архив ниже), а электромонтажная схема - на рис. 3 (см. архив ниже). Этот узел формирует из переменного напряжения сети 220...240 В/50 Гц постоянные стабилизированные и гальванически развязанные от сети напряжения 5, 12 и 24 В для питания платы SSB и ЖК панели.

Напряжением +5 В (обозначение +5VSB на рис. 2) питается управляющий микроконтроллер (МК) U4201 (MT8222) в дежурном режиме. С помощью импульсных и линейных регуляторов из 5 В формируются напряжения 3,3, 1,2 и 1 В для питания отдельных узлов МК (см. блок-схему на рис. 4). Это же напряжение 5 В (5V_ON на рис. 4) в рабочем режиме через ключ Q7106 подается для питания цифровых и управляющих узлов ТВ (см. принципиальную электрическую схему ТВ в [1]).

Рис. 4. Блок-схема цепей питания платы SSB и ЖК панели

Напряжение 12 В используется для питания ЖК панели и тюнера TU1601. На панель напряжение поступает через ключ на полевых MOSFET-транзисторах Q7102 (управляется сигналом МК PANEL_PWR_CTR), а на тюнер - через стабилизатор 5 В U1602 (рис. 4).

Напряжение 24 В основного источника служит для питания цифрового усилителя мощности звука TPA3110, оно поступает на ИМС через ключ Q7106, управляемый сигналом МК AUD_PWR_SW.

Необходимо отметить, что инвертор CCFL также питается от основного блока питания. С выхода корректора коэффициента мощности (ККМ) на него подается напряжение +400 В, а напряжение 12 В используется для питания управляющих цепей инвертора.

Основной источник состоит их следующих функциональных узлов:

- ККМ;

- дежурного источника напряжения 5 В (5VSB);

- рабочего источника напряжений 24 и 12 В.

Корректор коэффициента мощности

ККМ служит для повышения КПД источника питания за счет уменьшения реактивной составляющей нагрузки питающей сети. ККМ реализован по схеме повышающего преобразователя (Boost), в составе которого имеются дроссель (индуктор) L908, силовой ключ - MOSFET-транзистор Q904 и управляющий контроллер IC909 типа SG6961 фирмы Fairchild Semiconductor (см. блок-схему на рис. 5).

Рис. 5. Блок-схема ИМС SG6961

Микросхема SG6961 обеспечивает работу ККМ в режиме критической проводимости CRM (Critical Conduction Mode) - на границе прерывистого и непрерывного токов через индуктор. ИМС контролирует время открытого состояния силового ключа для стабилизации выходного напряжения схемы и достижения коррекции коэффициента мощности. Максимальное время открытия ключа программируется для обеспечения безопасного режима в случае понижения (пропадания) входного переменного напряжения. В ИМС используется фирменный мультивекторный операционный усилитель сигнала ошибки (УСО), обеспечивающий быстродействующую переходную характеристику и высокую стабилизацию выходного напряжения ККМ. Назначение выводов ИМС приведено в таблице 1.

Таблица 1. Назначение выводов ИМС SG6961

Микросхема SG6961 обеспечивает защиту от высокого напряжения на выходе конвертора (OVP - Over Voltage Protection), от обрыва обратной связи, токовую защиту силового ключа (OCP - Over Current Protection) и защиту от низкого напряжения питания (UV - Under Voltage). При напряжении питания 15 В (выв. 8) ИМС запускается током 10...20 мкА, в рабочем режиме потребляемый ток равен 4,5 мА.

В рассматриваемом блоке питания микросхема включена по типовой схеме (см. рис. 2). Сетевое напряжение подается на вход ККМ через предохранитель F901 (5 А), помехоподавляющий фильтр L901 L902 C901 C950 C906 C908 и выпрямитель BD901 C908. ККМ включается сигналом S/B, который формируется управляющим микроконтроллером ТВ, активный уровень сигнала - высокий. Этим же сигналом основной источник питания ТВ (см. описание ниже) переключается из дежурного режима в рабочий, т.е. ККМ работает только в рабочем режиме ТВ. Сигнал Power S/B открывает ключ на транзисторе Q907, через светодиод оптрона IC905 течет ток (он подключен к дежурному напряжению 5 В, которое формируется постоянно при подключении ТВ к сети), фототранзистор оптрона открывается и отпирает ключ на транзисторе Q903. В результате напряжение около 20 В,которое формируется обмоткой 4-5 трансформатора Т902 и выпрямителем D904 C912, подается на контроллер IC909 (выв. 8). Этим же напряжением разблокируется цепь обратной связи, формирующая напряжение на выв. 1 ИМС (FB), и контроллер запускается. Назначение элементов, подключенных к выводам ИМС, приведено в таблице 1. В качестве индуктора используется дроссель L908 с дополнительной обмоткой-датчиком тока, подключенной к детектору нулевого тока - выв. 5 IC909.

Выходной тотемный каскад ИМС обеспечивает для управления внешним силовым ключом токи (выв. 7) ±100 мА и напряжения V_OH<1,4 В, V_OL>8 В. В качестве ключа применен N-MOSFET-транзистор Q904 типа FMV11N60ES (V_D=600 В, I_D=11A, R_DS(ON)=0,64 Ом при I_D=5,5A, V_GS=10 В).

Импульсное напряжение на стоке Q904 выпрямляется выпрямителем D917 C907 и полученное постоянное стабилизированное напряжение 400 В поступает на преобразователи дежурного и основного источников, а также на инвертор CCFL.

В качестве выпрямительного диода D917 используется диод со сверхбыстрым восстановлением типа 31DF6: V_RRM=600 В, I_F=3 А, V_FM=1,7 В, t_rr=35 нс.

Узел на элементах ZD902, D902, Q902 и Q903 служит для защиты источника в аварийных ситуациях. Узел на элементах Q912, LED901 - технологический индикатор включения рабочего режима. Светодиод LED901 светится при появлении напряжения V_dd-S в течение времени заряда конденсатора C949.

Дежурный источник питания

Этот источник формирует постоянное стабилизированное напряжение 5 В для питания цепей ТВ в дежурном режиме. Он реализован по схеме импульсного обратноходового преобразователя на ИМС семейства TinySwitch-III TNY274PN-TL (IC901) фирмы Power Integrations.

Микросхема состоит их силового NMOSFET-транзистора и контроллера (см. блок-схему на рис. 6). Назначение выводов ИМС TNY274PN-TL приведено в таблице 2.

Рис. 6. Блок-схема ИМС TNY274PN-TL

Таблица 2. Назначение выводов ИМС TNY274PN-TL

Первичная обмотка импульсного трансформатора Т902 включена между выходом сетевого выпрямителя (когда ККМ неактивен) и стоком встроенного силового ключа (выв. 4). Контроллер запускается самостоятельно (внутренний источник питания ИМС 5,85 В подключен к выв. 4), силовой ключ открывается и во вторичной обмотке Т902 появляется выходное напряжение.

Это напряжение контролируется цепью обратной связи на элементах IC907, IC906. Когда выходное напряжение превышает опорное, формируемое стабилизатором IC907, через светодиод оптрона IC906 течет ток и фототранзистор оптрона, подключенный к выводу EN/UV, начинает проводить ток. Если ток превышает пороговый уровень вывода, следующий цикл переключения силового ключа запрещается, и выходное напряжение преобразователя понижается.

В другом случае цикл разрешается и выходное напряжение растет, что приводит к его стабилизации.

Цепь R912 ZD903 ZD910, подключенная к выв. 2 (BM/M), контролирует напряжение обмотки 4-5 Т902. Если напряжение превышает пороговый уровень 15 В, диод Зенера
ZD903 начинает проводить ток и ИМС выключается (см. таблицу 2).

В дежурном режиме (без нагрузки) источник потребляет не более 150 мВт, а в рабочем - 10...11 Вт.

Вторичная цепь дежурного источника выполнена по схеме одно-полупериодного выпрямителя, в качестве выпрямительного диода используется диодная сборка типа SP1060 - два диоды Шоттки (V_RRM=60 В, I_F=10 А, V_F=0,65 В).

Здесь и во всех остальных узлах блока используется оптрон типа EL817MA: светодиод - I_F=50 мА, V_R=6 В, P=70 мВт; фототранзистор - I_C=50 мА, V_CE=50 В, P_C=150 мВт.

Рабочий источник питания

Этот узел также реализован по схеме импульсного обратноходового преобразователя, работающего под управлением контроллера типа MCP1271D65R26 (1С902) фирмы On Semiconductor. Микросхема включает в себя контроллер и драйвер силового ключа для N-MOSFET-транзистора. За счет фирменной технологии пропуска циклов переключения Soft-SkipTM, используемой в дежурном режиме, ИМС имеет очень низкое энергопотребление, около 80...100 мВт (в случае питания от сети АС 220 В). Кроме того, ИМС имеет высоковольтный узел запуска, позволяющий подключать ее непосредственно к выходу сетевого выпрямителя. Назначение выводов MCP1271D приведено в таблице 3.

Таблица 3. Назначение выводов ИМС MCP1271D65R26

Приведем особенности этой микросхемы:

- токовое управление и фиксированная рабочая частота;

- пропуск циклов переключения в дежурном режиме;

- интегрированная высоковольтная схема запуска;

- таймер защиты от ошибок для точного определения перегрузки;

- 5% точность токового ограничения во всем температурном диапазоне;

- регулируемый уровень пропуска циклов;

- узел защелкивания для защиты от высокого напряжения и перегрева кристалла;

- частотный джиттеринг для снижения электромагнитных помех;

- пиковые значения токов встроенного силового ключа +500/-800 мА.

Основной источник, как и дежурный, питается напряжением 400 В от ККМ. Микросхема IC902 питается напряжением 15В от того же источника, что и контроллер ККМ - от обмотки 4-5 трансформатора Т902 и выпрямителям D904 C912, поэтому высоковольтный узел запуска (выв. 8 IC902) в данном варианте не используется. Номинал резистора R917, подключенный к выв. 1, определяет пороговый уровень включения дежурного режима и пропуска циклов, в данном случае 10 кОм соответствует 20% уровню максимального тока силового ключа. Управляемый стабилизатор напряжения 14,5 В (ZD905 Q905) выполняет функцию внешней защелки ИМС для защиты от высокого напряжения на выходе схемы. Он контролирует напряжение обмотки импульсного трансформатора 5-6 Т901 и, в случае превышения порогового уровня, включается, что приводит к срабатыванию внутренней защелки ИМС и выключению выходного драйвера.

Цепь обратной связи по напряжению основного источника выполнена по такой же схеме, как и в дежурном источнике. Внешний силовой N-MOSFET-ключ Q901 (FQPAF3N80C I_D=1,8 A, V_D=800 В, R_DS(ON)=5,0 Ом при V_GS=10 В) управляется сигналом с выв. 5 IC902.

C токового датчика в цепи силового ключа R925 снимается напряжение и подается на вход токового усилителя ошибки. Цикл переключения начинается с запуска ШИМ тактовым сигналом внутреннего генератора. Момент выключения импульса ШИМ определяется при сравнении напряжений с выходов токового усилителя (вход CS) и усилителя напряжения обратной связи (вход FB). Рабочий цикл схемы ограничен на уровне 80%.

Во вторичных цепях основного источника используются импульсные выпрямительные диоды Шоттки типов HER303G (цепь 24 В, V_RRM=200 В, I_F=3A, V_F=1 В) и SR310 (цепь 12 В, V_RRM=100 В, I_F=3 А, V_F=0,85 В).

Диагностика неисправностей источников питания

Если ТВ не включается и индикатор на передней панели не светится, скорее всего, это связано с неисправностью ИП. Для того чтобы в этом убедиться, проверяют наличие напряжения 5 В на выходе дежурного источника - контактах 11, 12 CN902 (см. рис. 2). Если напряжение равно нулю, отключают ТВ от сети и проверяют омметром сетевой предохранитель F901. Если он перегорел, проводят осмотр элементов платы (в первую очередь, элементов сетевого фильтра) на наличие обгоревших корпусов, разъемов, вздутия корпусов электролитических конденсаторов. Подозрительные элементы выпаивают и проверяют омметром исправность.

Как правило, причиной перегорания F901 служат следующие элементы: транзисторы Q904, Q901, диодный мост BD901, конденсаторы сетевого фильтра, варистор RV901, элементы демпферов ZD911 D909 C924 и ZD905 D904 C911, а также силовые ключи инвертора CCFL Q801 Q802. Все эти элементы проверяют омметром на короткое замыкание, неисправные заменяют Электролитические конденсаторы желательно проверить измерителем ESR (эквивалентное последовательное сопротивление) на отсутствие утечки. Выход из строя силового ключа зачастую приводит к пробою драйвера в составе контроллеров IC909 и IC902, IC801, поэтому перед установкой транзисторов проверяют омметром IC901 на отсутствие короткого замыкания между выв. 7 и 6 в ИМС IC901, между выв. 5 и 4 в ИМС IC902 и между выв. 18, 24 и 17 в IC801.

Примечание.Источник питания удобнее проверять в автономном режиме. Для этого его снимают с шасси и нагружают выход дежурного источника резистором номиналом 20...33 Ом/5 Вт или лампой накаливания 6,3 В/1 Вт.

Если сетевой предохранитель исправен, проверяют на обрыв цепь от сетевого разъема до входа диодного моста ИВ901 и от выхода моста до стоков Q904, Q901 и до выв. 4 IC901. При отсутствии обрыва в цепи подают на блок напряжение сети и проверяют наличие напряжения +320 В на выв.4IC901 и высоковольтных импульсов - признак работоспособности преобразователя. Если их нет, проверяют внешние цепи микросхемы, обеспечивающие ее функционирование (см. описание), и в первую очередь все активные компоненты. Если импульсы на выв. 4 IC901 появляются и сразу же пропадают, проверяют вторичные цепи источника на отсутствие короткого замыкания, исправность элементов в цепи обратной связи. По наличию напряжения 5,85 В на выв. 2 1С901 можно косвенно судить о его исправности. Лучше всего ИМС IC901 проверить заменой.

Если дежурный источник работает (есть 5 В на выходе) а ТВ не включается, проверяют поступление сигнала включения S/B на контакт 10 CN902 (активный уровень - высокий). Если сигнал поступает и ключ на транзисторе Q903 работает, то напряжение 12,5 В должно подаваться для питания контроллеровIC909 (выв. 8) и IC902 (выв. 6). При отсутствии 12,5 В проверяют элементы Q907, IC905 и Q903.

Если на выходе ККМ (B+ на рис. 2) присутствует напряжение +400 В, значит, он функционирует в противном случае проверяют внешние элементы контроллера IC906 и саму ИМС (см. описание).

Если ККМ работает, проверяют наличие напряжений 24 и 12В на выходе основного источника. При отсутствии напряжений проверяют этот узел в таком же порядке, как и предыдущие узлы.

Все необходимые рисунки и схемы можно найти здесь.

Продолжение следует

Литература

1. Николай Елагин. ЖК телевизоры "Philips 32PFL3605xx*/42PFL3605xx" на шасси TPM4.1E LA. Сервисные режимы и регулировки. Ремонт & Сервис №12, 2011.

2. PHILIPS. Service Manual Chassis TPM4.1E LA.

Автор: Павел Потапов (г. Москва)

Источник: Ремонт и сервис