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BENQ FP222液晶彩显暗屏故障的原理分析及维修
来源:本站整理  作者:佚名  2014-04-22 09:52:27

    故障现象:接通电源后,显示器无任何显示,且机内发出“咬咬”的打火声。
    分析检修:从机内发出的打火声初步判断为显示器电源板上的插座接触不良,造成开关电源无输出。这是该型机的通病(产品机型:Q22W6系列彩显均有此故障隐患)。拆机检测,发现市电三脚插座的L脚与PCB已打火烧焦,见图1所示,将电源插座取下,同时清理插座的L、N引脚铜片,重新上锡后装回电源板,并加大堆锡量,把插座的三个引脚焊接牢固(对此机型的这个维修步骤必不可少,不管最初故障是否由此引起,以绝后患)。

    在路初步测量开关管Q601 (K3530)的D-S极未击穿,IC601 (NCP1203P60)的电源供电脚⑥脚对地未短路,保险电阻R625 (0.22Ω)、整流桥BD601、保险F601等均正常,开关电源负载12V、 5V对地无明显短路,初步判断开关电源基本正常,以为跟以往的检修大致一样—补焊插座的引脚即可解决问题!通电试机,电源指示灯不亮。按电源开关按键后,指示灯亮,但无BENQ LOGO显示,即黑屏,心里一凉:机器有轻微打火一直处于亚健康状态,终于罢工了!
    为保险起见,拆除原保险F601,串入60W灯泡后开机,测量开关电源输出12V为13.21 V、5V为5.12V、3.3V为3.36V基本正常,测量驱动板到屏的供电5V也正常输出,驱动板上的5V、3.3V、1.8V也正常。按面板的开关键也能正常开/关机,接入VGA信号或断开VGA信号时,电源状态指示灯也有正常的长亮、节能待机橙色变化,这些都表明驱动板已正常工作了,但屏为什么还是“漆黑一片”呢?
    既然电源各供电基本正常而屏幕黑屏,首先想到的是灯管老化,造成高压板保护性关闭背光。外接单灯高压条逐一测试四根灯管,结果发现四根灯管工作电流基本接近均约280mA~300mA,说明屏幕无显示并非由灯管老化所致,是高压驱动电路工作异常造成的吗?另用四根灯管接到原机高压板,结果四灯全亮。难道还有第三种可能造成黑屏?接好原灯管、原驱动板,为了方便检测,暂不接屏线(正是这一习惯性的不经意的操作,使故障人为复杂化),通电开机后出现白屏(因未接屏线)后一亮即灭。测3.3V、5V输出正常,而给高压板供电的12V从开机的12.46V瞬间降至8.3V,然后随着灯管熄灭后上升为约11V,但5V、3.3V一直正常。怀疑是12V输出带负载能力下降,先查12V滤波电容C702、 C703、C704(330μF/35V)正常,整流管D701(YG862C15)等元件均无明显异常。代换12V整流滤波所有元件后故障不变,再代换5V输出电路元件也无效果。
    仔细分析开关电源,结合以前的维修经验,带负载能力不足,一般重点查稳压控制电路及开关管S极限流电阻等元件。由于无任何参考资料,上网也查不到相关的电路图,只得静下心来,根据实物亲手绘出整个开关电源的电路图。
    如图2所示,该机开关电源采用常见的NCP1203P60(工作原理此处省略)。稳压电路由IC702(TL431 )、IC602 (PC817)及IC601的②脚内部电路组成。当某种原因使开关电源输出电压下降时,经过IC602的①~②脚电流下降,IC602的④~③脚内阻增大,IC601的②脚电压上升,经IC601内部处理后,使其⑤脚输出的激励脉冲占空比上升,Q601导通程度加深,经T601祸合后,使开关电源各输出电压上升;反之,当某种原因使开关电源输出电压上升时,其控制过程与上述相反,从而使整个开关电源工作在可控的稳压状态下。

    实测IC702的①脚约2.48V正常,IC602正常,R615为0.22Ω也正常,IC601的②脚开机时约1.53V瞬间又降至0.119V、 IC601的供电⑥脚也是由开机背光亮时约14.85V随着黑屏瞬间降至约11V。从实测电压看,稳压控制环路已经起控。无奈用代换法,逐一代换与IC601稳压控制相关的元件:IC702、IC602、IC601甚至包括R615整流供电滤波电容C608、C611及过压保护Q602、Q603在内的几乎所有元件,均一无所获。
尤为困惑的是,有时在检测IC702的①脚电压时,会使整个开关电源输出电压下降,此5V居然会低至3.7V左右,正为此大惑不解时,突然想起在前期维修测试灯管时的一个细节,即当外接四根灯管测试原机灯管是否变化时,已确定外接的四根灯管是完全正常点亮的,而对比接原机灯管检测时唯一不同之处在于:屏线。即测试外接灯管跟测试原机灯管时,均是驱动板连接屏线状态下进行的。难道这台显示器不接屏线会影响到整个开关电源的输出电压?
    抱着侥幸心理,把原驱动板与屏之间的屏线接好,开机,还是黑屏!又拆去原机灯管,改用外接的灯管测试,结果还是四根灯管完全正常点亮I对比12V输出电压,外接灯管点亮是约13.12V,之后再接回原来的四根灯管,12V也稳定有约13V左右而不再下跌!再仔细观察屏幕时,发现背光已经点亮,只是类似屏电路工作异常而出现常说的所谓的“暗屏”。这跟背光不亮造成的完全黑屏是有所不同的,但稍不注意,就很容易忽视这个微弱的差别。
    由于接屏线后,开关电源输出电压均基本正常,故将怀疑对象转向驱动板或屏电路。
    考虑到机器原本有打火故障,故怀疑电源打火引起驱动板数据损坏,使驱动板输出到屏的LVDS信号异常而造成“暗屏”故障。
    本着先简后繁原则,先尝试刷写正常机器备份好的驱动板数据,但写入后故障依旧,又同时刷新了驱动板的两个EEPROM数据,结果故障不变。只有更换通用板试试,来快速确定是驱动板本身故障还是屏故障了。
    用常见的乐华NT93A方案的通用板,写入对应的M220BW01程序。按以往的换板经验在未确定通用板所有写程序与待修屏完全匹配前,一般不对原机电源和代换通用板作任何的改线或焊接工作,一方面是为了能及时恢复原机电路,另一方面也是为了方便随时更换程序和其他方案的通用板(因不同方案有不同的供电及接口方式)。所以会给通用板采用单独供电方式检修。接入可调稳压5V电源,先给通用板通电以检测电流变化情况。结果待机是55mA,开机后不接屏线约200mA,接入屏后约1.2A基本正常。把原驱动板拆除,保留电源一体板只给高压电路供电,通电测试,结果又出现背光一亮即灭!
    有了前面的检修,不再怀疑开关电源电路问题,重点分析一下5V输出电路的负载变化对稳压控制电路的影响。
    通常,在液晶彩显中,开关电源的主要负载是高压板,以12V供电的19英寸四灯液晶彩显升压电路为例,当四根灯管完全正常点亮时,一般会有2A~2.5A左右的电流,而驱动板和液晶屏工作电流一般在0.8A~1.3A左右。由于开关电源的5V输出基本上是为驱动板及液晶屏供电,所以稳定度要求相对较高,而且根据液晶彩显的工作原理可知,液晶屏的工作电流是随着显示画面的明暗程度不同而随之变化的,所以液晶彩显的开关电源稳压取样电路通常设计在5V,以获得更稳定的5V电压输出。相对而言,背光灯管一旦启辉后,就进入相对稳定的工作状态,虽然功耗较大,但负载却相对稳定,故多数机器的稳压取样电路不会从12V处取得。当然也有许多高档机器的开关电源会采用5V、12V双取样,以便获得更稳定的输出,但这样也多一个坏处,就是双稳压取样的电路,当机器进入休息状态时,会使12V输出电压空载偏高。
    对大多数液晶彩显而言,其屏供电一般采用 5V电源,接屏线与不接屏线,这两种状态下的5V供电负载有很大的不同(大多数液晶彩显的驱动板也采用5V供电,但其功耗远比液晶屏小得多),而本机的稳压取样只从5V输出端取得,如前所述,开关电源的5V输出电压只要有轻微的波动,就会引起整个开关电源稳压控制环路的急速反应:接屏线时,5V负载增大,5V输出电压趋于下降,通过稳压控制环路动作又使5V输出趋于上升;显然,12V输出电压也随之同步上升;不接屏线时,5V负载变轻,5V电压趋于上升,其控制过程与前述相反,12V输出也随之下降。这就是为什么接屏线时灯管能正常点亮,而不接屏线时,灯管却一亮即灭的原因。
    接好原机驱动板,在不接屏线状态,测试开关电源的5V输出负载,发现驱动板无论是在待机还是开机状态下,开关电源的5V负载电流均只有约10mA左右。而测量12V至IC751的3.3V稳压电路的工作电流时,竟有约205mA。也就是说,本机的驱动板供电基本也是由12V降压提供的,如果不接屏线,5V输出基本上处于空载状态。
    如此,要使背光灯正常点亮的12V电压不再下降就变得简单:(1)减小12V输出负载;(2)增犬5V输出负载。
    为了进一步验证以上分析,试先断开12V至IC751⑤脚的3.3V稳压电路供电(即减小12V负载),在CN701的11脚即背光ON/OFF脚与5V间接入1只10kΩ电阻,以强制开启背光,开机后四根灯管正常点亮;恢复3.3V供电,驱动板不接屏线,在C709两端接入一只40W灯泡后开机,也能正常点亮背光灯管(此时5V负载电流约为60mA) 。

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