液晶電視機原理與維修技術

編號：時間：2021年x月x日書山有路勤為徑，學海無涯苦作舟頁碼：第頁平板電視維修技術大屏幕液晶顯示屏背光燈及高壓驅動電路原理及電路分析（二）2010-03-2910:05海信TLM32XX系列大屏幕液晶電視背光燈電路原理及分析

海信32寸液晶電視主要采用韓國三星屏和LG屏，以下把三星屏背光驅動電路進行介紹；

在本文的第一部分，介紹了背光燈管及驅動電路，并對驅動電路的要求進行了較詳細的敘述，下面以韓國三星屏為例，對電路的組成形式、工作原理、控制方式進行介紹。

背光燈高壓驅動電路在液晶電視機中，是一個單獨工作的受控于CPU的電路組件，其主要作用是點亮液晶屏內(nèi)的背光燈管并受CPU控制對其能進行啟動、停止（on/off）及亮度控制。由于液晶屏的尺寸、燈管的數(shù)量、點亮電壓、啟動特性均不相同，背光燈高壓驅動電路其輸出特性必須適配于所驅動的液晶屏，所以背光燈高壓驅動電路組件是隨屏配套提供，在同一尺寸的液晶屏其型號不同，其背光燈高壓驅動電路組件是不能互換的。

背光燈高壓驅動電路組件部分主要由；振蕩器、調(diào)制器、功率輸出電路及保護檢測電路組成，在三星32寸液晶屏中，背光燈高壓驅動電路中除功率輸出部分和檢測保護部分外，振蕩器、調(diào)制器及控制部分采用一塊ROHM（羅姆）公司的單片集成電路BD9884FV來完成（圖1虛線框內(nèi)），功率輸出采用N溝道和P溝道組合的MOSFET功率模塊SP8M3來完成,保護檢測由集成電路10393完成，輸出電路有高壓變壓器、諧振電容及背光燈管（CCFL）完成（并有輸出電壓、輸出電流取樣電路），以上這幾部份安裝在一塊電路板上，基本電路框圖及工作過程如圖1所示。圖1

一、信號流程及工作原理；

圖1中CPU部分送來的控制信號控制振蕩器開始工作，產(chǎn)生頻率約100KHz的振蕩信號，送入調(diào)制器內(nèi)部和CPU部分送來的PWM亮度控制信號進行調(diào)制，調(diào)制后輸出斷續(xù)的100KHz激勵振蕩信號送入功率輸出電路，輸出高壓并點亮背光燈管。

PWM調(diào)制信號改變輸出高壓脈沖的寬度達到改變亮度的目的，背光燈管點亮后L2、C及CCFL的組合又使高壓波形正弦形變化（低Q值串聯(lián)諧振），電容C的容抗及L2的感抗又起到背光燈管的限流作用。

串聯(lián)在背光燈管上的取樣電阻R上的壓降作為背光燈管的工作狀態(tài)取樣電壓輸送到保護檢測電路（由10393組成），高壓變壓器L3的輸出，作為輸出電壓取樣信號也輸送到保護檢測電路，當輸出電壓及背光燈管工作電流出現(xiàn)異常，保護檢測電路控制調(diào)制器停止輸出。

由于三星32寸屏是采用16只背光燈管，又由于背光燈管不能并聯(lián)和串聯(lián)應用，所以必須每個背光燈管配用一個高壓變壓器，此16個高壓變壓器要有相適配的激勵電路來驅動。圖2A是三星32寸屏背光燈高壓驅動組件圖片，圖2B是主要元件標注。圖2A

圖2B

【郝銘原創(chuàng)作品轉載

請注明出處】

二、集成電路BD9884FV及MOS功率輸出模塊SP8M3介紹

1、BD9884FV

BD9884FV是ROHM（羅姆）公司專門為液晶顯示屏背光燈高壓驅動電路設計的系列集成電路之一（適合不同的屏及電路形式有BD9882~BD9886系列選用）。該集成電路支持多燈管大屏幕液晶顯示器的背光燈高壓驅動電路，每塊BD9884FV可支持到8只燈管驅動。

BD9884特點；

1）2通道輸出半橋拓撲結構（電路上改變即可用于全橋結構）

2）內(nèi)置燈管電流、電壓反饋檢測控制電路

3）支持多燈管方案

4）軟啟動功能

5）具有時間鎖存短路保護

6）具有欠壓和過壓保護

7）具有脈沖（PWM）輸入和直流輸入兩種亮度控制方式

8）具有待機控制功能（由STB腳實現(xiàn)）

9）供電電壓5～11V

10）具有內(nèi)置同步移相通訊接口，支持多IC并聯(lián)使用，實現(xiàn)大屏幕多燈管驅動（16根燈管）

11）SS0P-B28封裝（表面貼片）

BD9884FV外形如圖3所示內(nèi)部框圖如圖4所示

各引腳的功能及實測電壓值見表1（用數(shù)字表測）

圖3

圖4

表12、SP8M3

SP8M3是N溝道+P溝道組合功率放大MOSFET模塊具有體積小、功率大、導通電阻小、對稱性好、無需散熱器的貼片元件，Vds為30VID最大達到7A，內(nèi)部電路及外形圖5所示。圖5SP8M3內(nèi)部電路及外形圖6SP8M3內(nèi)部N溝道及P溝道參數(shù)三、BD9884FV基本電路介紹

三星32寸液晶屏采用了兩塊BD9884FV完成對16燈管背光燈的激勵驅動，電路比較

復雜，為了便于對三星32寸液晶屏16燈管背光燈高壓驅動電路的理解，先介紹圖7所示的

采用一塊BD9884FV構成的兩燈管驅動電路的基本方案。圖7

BD9884FV是具有兩通道輸出的驅動集成電路，圖7方案是兩個通道分別點亮各自一只背光燈管的激勵驅動原理圖，兩個通道均同時受16腳輸入的on/off啟動信號及1腳輸入的PWM亮度控制信號的控制。由26、27腳輸出第一通道激勵信號，23、24腳輸出第二通道激勵信號

第一通道高壓激勵驅動；

BD9884FV的26、27腳輸出激勵信號及Q1、Q2、T1、C1、CCFL1、R1組成第一通道激勵驅動電路，一八腳是該通道背光燈管工作狀態(tài)取樣反饋輸入端，10腳是輸出高壓取樣反饋輸入端，起到輸出電壓異常和燈管工作異常時即進入停止激勵輸出的保護作用。

電路特點；

Q1、Q2為SP8M3功率輸出模塊，組成了全橋架構功率輸出模式，等效電路圖8所示（BD9884FV的設計是支持半橋架構功率輸出模式，在本電路中增加了Q507、Q508電路，使其具有支持全橋架構功率輸出的功能），輸出電路由T1、C1、CCFL1及R1組成一個低Q值串聯(lián)諧振電路。圖8

工作過程；

在液晶電視開機后24V電源即加于背光燈驅動電路板上，該電壓直接加于Q1~Q4功率輸出模塊，并經(jīng)過降壓穩(wěn)壓為6V后加到BD9884FV的28腳作為VCC電壓，此時CPU送來開機on/off信號進入16腳，BD9884FV內(nèi)部振蕩器開始工作產(chǎn)生100KHz方波信號送入調(diào)制器并和CPU來經(jīng)過BD9884FV1腳輸入的PWM亮度控制信號進行調(diào)制、放大后由26、27腳輸出激勵信號加到全橋架構功率輸出電路Q1、Q2的兩只N溝道MOS管的柵極（G1）上，從圖8等效電路中可以看到Q1、Q2中的四只MOS管組成了全橋架構的四個橋臂，由26、27腳輸出激勵信號，分別加到Q1和Q1功率模塊的N溝道MOS管上，使其輪流導通，放大后的激勵信號則經(jīng)過L1流通，經(jīng)過TI升壓加到背光燈管并點亮燈管，TI的L3、C1和CCFL1組成一個低Q值的串聯(lián)諧振電路，諧振頻率和激勵振蕩頻率相同時，輸出波形進行了正弦化的矯正，在CCFL1燈管點亮后，其T1的感抗和C1的容抗起到了燈管限流作用。R1為CCFL1燈管工作電流取樣電阻，該電壓反映了燈管的工作狀態(tài)是否正常工作，當燈管工作異常，燈管電流產(chǎn)生變化在R1上產(chǎn)生的壓降Ui也相應變化，該燈管工作電流取樣電壓Ui反饋到BD9884FV的一八腳，控制振蕩激勵電路停止工作（在多燈管的液晶屏中當某一只燈管出現(xiàn)故障或啟動性能有差異即會出現(xiàn)屏不能啟動點亮的故障）。

T1的L2為輸出電壓過壓、欠壓取樣繞組，取樣電壓Uv反饋到振蕩、控制集成電路BD9884FV的10腳，該取樣電壓Uv的變化反應點亮燈管高壓輸出的正常與否，當電路出現(xiàn)故障引起該電壓出現(xiàn)異常時，由10腳內(nèi)部的比較控制電路，控制振蕩電路停止工作。

高壓變壓器外形及接線圖如圖9所示。圖9

第二通道高壓激勵驅動；

23、24腳輸出激勵Q3、Q4、T2、C2、CCFL2、R2組成第二路通道系統(tǒng)，工作原理和第一路通道相同17腳為第二路通道的燈管電流取樣輸入，一三腳為輸出電壓取樣輸入。

四、采用兩塊BD9884FV的16背光燈管驅動方案

三星32寸液晶屏的高壓驅動電路采用了兩只BD9884FV支持16只背光燈管，每只BD9884FV支持8只背光燈管，如圖10所示。

在圖10中可以看到BD9884FV的26、27腳輸出通道同時激勵兩組全橋架構功率輸出電路；Q1、Q2為一組，Q3、Q4為一組，這兩組的激勵輸入端并聯(lián)后接于.BD9884FV的26、27腳，一個BD9884FV輸出激勵通道支持兩組率輸出電路。再看圖中由Q1Q2組成的一路輸出電路在輸出端連接兩只高壓輸出變壓器，并支持兩只背光燈管，這樣每一路通道即可以支持4只背光燈管，一塊BD9884FV的兩路通道即可以完成支持8只燈管。圖10

16只背光燈管32寸液晶屏采用如圖11所示的方案；用兩塊ND9884FV并聯(lián)應用，采用一套控制信號控制，支持16只背光燈管點亮。在兩塊BD9884FV16燈管支持方案中，要求兩塊BD9884FV的四通道輸出激勵輸出信號的PWM調(diào)制脈沖，依次移相900，這樣4組燈管則達到輪流斷電、供電，使亮度更均勻，干擾最小，為了達到此目的，兩塊BD9884FV的通訊連接移相控制由在兩塊BD9884FV的2、3、4、5、6之間進行，使四通道輸出的PWM調(diào)制信號的相位關系如圖12所示。

未完待續(xù)保護電路及故障維修

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平板電視維修技術大屏幕液晶顯示屏背光燈及高壓驅動電路原理及電路分析（一）2010-03-2823:47（目前液晶電視的銷量和社會保有量非常大，液晶電視的維修資料奇缺，而液晶電視的背光燈高壓驅動電路又是液晶電視中極易發(fā)生故障的部位，它類似于CRT電視的行掃描電路，是高壓大電流電路，其故障率不低于CRT電視的行掃描電路。目前對于該部分的原理電路分析維修的資料很少，該文對于背光燈管及驅動電路的特性、構造、組成、要求、電路原理分析比較詳盡，以幫助維修人員更加深刻的理解液晶電視背光燈驅動電路，為下一步維修打好基礎）

液晶電視的顯示屏是屬于被動發(fā)光型的顯示器件，液晶屏自身不發(fā)光，它需要借助背光燈來實現(xiàn)屏的發(fā)光，即背光燈管發(fā)出光線通過液晶屏透射出來，利用液晶的分子在電場作用下控制通過的光線（對光進行調(diào)制）以形成圖像，所以一塊液晶屏工作成像必須配上背光源才能成為一個完整的顯示屏，要顯示色彩豐富的優(yōu)質圖像，要求背光燈的光譜范圍要寬，接近日光色以便最大限度的展現(xiàn)自然界的各種色彩。目前的液晶屏背光燈，一般采用的是光譜范圍較好的冷陰極熒光燈（coldcathodefluorescentlamp；CCFL）作為背光光源。

大屏幕的液晶電視要保證有足夠的亮度、對比度和整個屏幕亮度的均勻性，均采用多燈管系統(tǒng)，32寸屏一般采用16只燈管，47寸屏一般采用24只燈管。耗電量每只燈管約為為8W計算，一臺32寸屏的液晶電視背光燈耗電量達到一三0W,一臺47寸的液晶電視背光燈的耗電量達到近200W（加上其它電路耗電，一臺32寸屏的液晶電視耗電量在200W左右）

冷陰極熒光燈的構造和工作原理

冷陰極熒光燈CCFL是氣體放電發(fā)光器件，其構造類似常用的日光燈，不同的是采用鎳﹑鉭和鋯等金屬做成的無需加熱即可發(fā)射電子的電極——冷陰極來代替鎢絲等熱陰極，燈管內(nèi)充有低氣壓汞氣，在強電場的作用下，冷陰極發(fā)射電子使燈管內(nèi)汞原子激發(fā)和電離，產(chǎn)生燈管電流并輻射出253.7nm紫外線，紫外線再激發(fā)管壁上的熒光粉涂層而發(fā)光，圖1。

冷陰極熒光燈的特性

冷陰極熒光燈是一個高非線性負載，它的觸發(fā)（啟動）電壓一般是三倍于工作（維持）電壓，（電壓值的大小和燈管的長度和直徑有關）冷陰極熒光燈在開始啟動時，當電壓還沒有達到觸發(fā)值（1200～1600V）時，燈管呈正電阻（數(shù)兆歐），一旦達到觸發(fā)值，燈管內(nèi)部產(chǎn)生電離放電產(chǎn)生電流，此時電流增加，燈管兩端電壓下降呈負阻特性圖2，所以冷陰極熒光燈觸發(fā)點亮后，在電路上必須有限流裝置，把燈管工作電流限制在一個額定值上，否則會因為電流過大燒毀燈管，電流過小點亮又難以維持。

圖2是冷陰極熒光燈的電壓電流特性，垂直軸表示流過燈管電流，水平軸表示燈管兩端電壓。在燈管開始點亮之前，水平軸上燈管兩端的電壓上升，當還未達到燈管觸發(fā)電壓時（1200V～1600V以下），燈管電流基本沒有，當達到觸發(fā)電壓時（1200V～1600V）燈管內(nèi)部汞原子電離，產(chǎn)生電流，燈管點亮由于電流上升，燈管兩端電壓急劇下降，并維持在400V～600V左右，此時由于外電路的限流作用，燈管兩端的電壓基本上維持在觸發(fā)電壓的大約三分之一處，燈管兩端電壓的小幅度變化會引起燈管電流較大幅度的變化（電流大幅度的變化，直接影響燈管的使用壽命）。點亮燈管后維持燈管兩端電壓的穩(wěn)定性是重要的。

冷陰極熒光燈在良好的供電環(huán)境下，壽命可以達到25000～50000小時（近似于CRT壽命），即燈管供電的頻率、波形、觸發(fā)電壓、維持電壓、燈管電流要符合該燈管的特性。對于有亮度控制的燈管，波形要求更加嚴格，否則燈管壽命大大縮短（有些屏的背光燈管和液晶屏是做成一個整體是不可換的，燈管損壞，屏體整體也成廢品）。

冷陰極熒光燈要求高效率、長壽命，那么對其燈管的供電、激勵部分是要符合燈管的特性，供電源必須是交流正弦波，頻率為40K～60K左右，觸發(fā)電壓在1200～1600V，維持電壓約是觸發(fā)電壓的三分之一點（由燈管的長度和直徑?jīng)Q定），由于每一只燈管的電壓/電流特性并不是完全一樣，燈管不能直接并聯(lián)使用（串聯(lián)應用雖然可以點亮，由于特性的差異造成相串聯(lián)的燈管的亮度不同，會造成整屏亮度不均勻），所以在多燈管液晶屏中，每一只燈管均配單獨一只高壓變壓器，圖3是三星32寸屏的背光燈高壓驅動板，該屏有16只燈管，其驅動板上就有16個高壓輸出變壓器，圖4是高壓變壓器。圖5是三星32寸液晶平背光燈高壓驅動電路的信號流程及簡單框圖。

目前背光燈高壓驅動板和液晶屏是配套出廠的，不同型號、尺寸的液晶屏其高壓驅動板是不可互換的。

圖3

圖4

關于冷陰極熒光燈的亮度控制；液晶電視也應該和CRT電視一樣能進行亮度控制，但是冷陰極熒光燈因為其特有的非線性特性，用普通的依靠改變電壓控制電流的亮度控制方法，有一定的困難，雖然發(fā)光亮度的增大可以通過增大燈管的電流來實現(xiàn)，但增大電流改變亮度的作用是有限的，且過大的電流會使燈管的電極受到損害，進而導致燈管的壽命縮短，同樣減小電流控制亮度減小的作用也極其有限，并且電流減小會使放電難以維持導致熄滅，燈管弱電流放電對燈管的壽命也是不利的。

所以目前冷陰極熒光燈的亮度控制均采用脈沖調(diào)光，具體方法是；用30～200Hz的低頻PWM脈沖波（PWM脈沖波的寬度受控于CPU）對施加于冷陰極熒光燈管上的連續(xù)振蕩高壓進行調(diào)制，使連續(xù)振蕩波變成斷續(xù)振蕩波，從而達到控制亮度的目的，其控制原理是；斷續(xù)的在極短間內(nèi)停止對冷陰極熒光燈供電，由于停止時間極短，不足以使燈管的電離狀態(tài)消失，但是其輻射的紫外線強度下降，管壁上的熒光粉的激發(fā)量減小，亮度也下降，只要控制PWM的脈沖的占空比，就可以改變燈管在一個導通/關閉周期的時間比，從而達到控制燈管平均亮度的目的見圖5中，調(diào)制器輸出的脈沖串信號，目前的技術可以達到400：1或更高的調(diào)光控制。

但是，由于此種控制方式是反復的啟動、截止燈管，即在每一個啟動、關閉周期都會造成燈管高啟動電壓及電流的突變的沖擊，這對于氣體放電燈的電極而言是極為不利的，會大大的縮短燈管的壽命，為了解決這一問題，目前均采用一種“柔性”啟動技術，即對調(diào)光脈沖的包絡的前沿和后沿，采用連續(xù)線性增幅和降幅的處理（前沿是一個逐步增大的過程，在后沿是一個逐步減小的過程）圖6，這樣經(jīng)過線性變幅處理后的高壓脈沖波，再作用于燈管上，就不會對燈管造成損傷，也不會影響燈管的壽命。為了防止斷續(xù)時間過長燈管熄滅，PWM脈沖信號的頻率控制在50～200Hz范圍內(nèi)。脈沖調(diào)光方法控制亮度的范圍比較大，只要波形符合要求，對燈管的壽命沒有影響。目前具有亮度控制筆記本電腦的液晶屏的亮度控制，均采用此方法。但是具有脈沖調(diào)光的背光燈驅動電路比較復雜，技術要求高。

對于多燈管屏的亮度控制，如果同時間斷燈管的瞬間供電，PWM的間斷頻率會和液晶屏的刷新頻率差拍，液晶屏會出現(xiàn)滾道干擾、閃爍、亮度不均勻等現(xiàn)象，為了防止這種現(xiàn)象產(chǎn)生，加于每個燈管的斷續(xù)脈沖波相位上有所差異，即對燈管來說，短暫停止供電在多根燈管中，不是同時斷電、供電，必須是交替輪流斷電、供電。多燈管系統(tǒng)一般把燈管分為4組，供電系統(tǒng)的PWM脈沖有4個通道，輸出4路經(jīng)過PWM調(diào)制的高頻脈沖波，每個通道向一組燈管供電，通道之間輸出的PWM調(diào)制脈沖，依次移相900，這樣4組燈管則達到輪流斷電、供電，使亮度更均勻，干擾最小，三星32寸液晶屏有16根燈管，分為4組，每組4根燈管（24根燈管液晶屏的就每組6根燈管）。圖5

圖6

圖7

功率放大器和輸出電路；功率放大器的作用是把調(diào)制器調(diào)制的高頻斷續(xù)脈沖波，經(jīng)過放大到足夠激勵點亮冷陰極熒光燈管點亮的功率。輸出電路是利用變壓器對功率放大后的激勵信號進一步的升壓以達到激勵并點亮燈管電壓，輸出電路還有一重要的作用，即是把功率放大輸出的方波轉化為冷陰極熒光燈管工作必須的正弦波。

功率放大器在目前各廠家生產(chǎn)的背光燈高壓驅動電路中均采用MOSFET組成的功率輸出電路，電路形式有所不同，總的不外以下四種形式；

1、全橋架構；

全橋架構功率放大電路圖8，放大元件由4只MOSFET（兩只N溝道及兩只P溝道）組成,應用的供電電壓范圍寬（6V～24V）最適合在低電源電壓的場合應用。適合低電源電壓的設備如筆記本電腦等低壓供電的設備。

2、半橋架構；

半橋架構功率放大電路如圖9；和全橋架構相比，節(jié)省了兩只功率放大管（一只N溝道和一只P溝道的MOSFET）。在相同的輸出功率和負載阻抗情況下，供電電壓比全橋架構要提高一倍（電流為全橋架構的一半）,用在供電電壓較高的設備上（大于12V）。

以上兩種架構的功率輸出電路的每一個橋臂的放大元件是N溝道和P溝道MOSFET組成的串連推挽功率輸出電路。

3、推挽架構；

這種架構的功率放大電路如圖10，只用兩只廉價的低導通電阻的N溝道MOSFET，使電路的效率更高（P溝道的MOSFET價格高、由于導通電阻大，電路的效率較低），對于MOSFET的篩選要求也低，電路所用元件也少，有利于最大限度降低成本。該推挽架構對電源的穩(wěn)定要求較高（如穩(wěn)定的12V供電），對于如筆記本電腦的電池電壓在使用中逐漸下降的設備，不易采用此推挽架構的電路。

4、Royer架構（自激振蕩）；

自激振蕩器方式圖11，不需要激勵控制電路，主要兩只功率管和變壓器加反饋電路組成的最簡單應用方式，是在不需要嚴格控制燈頻和亮度的設計中。由于Royer架構是自激式設計，受元件參數(shù)偏差的影響，很難嚴格控制振蕩頻率和輸出電壓的穩(wěn)定，而這兩者都會直接影響燈的亮度、使用壽命。并且無法對液晶屏進行亮度控制，一般應用在廉價的節(jié)能燈上，正因為此，Royer架構一般不被用于液晶顯示屏上。盡管它是本文所述四種架構中最簡單、廉價的。圖8全橋架構圖9半橋架構圖10推挽架構

圖11Royer架構

輸出電路及正弦波的形成；

背光板驅動電路中前級（振蕩器和調(diào)制器）和功率輸出部分，基本上是工作在開關狀態(tài)（開關狀態(tài)工作效率高、輸出功率大），輸出基本也是開關信號，前面已經(jīng)提到冷陰極熒光燈的最佳供電電壓波形是正弦波，為了保證背光燈管工作在最佳狀態(tài)（對于發(fā)光亮度及壽命是非常重要的），還必須把功率輸出級輸出的信號變換為正弦波。

正弦波的轉換；

整個背光燈驅動電路我們可以把它看成是一個它激振蕩器。

作為一個振蕩器輸出什么波型，完全取決于振蕩器的輸出電路特性，輸出電路是非諧振電路，輸出是脈沖波（輸出特性是純?nèi)菪暂敵鲣忼X波，輸出特性是純阻性輸出方波，輸出特性是純感性輸出微分波為主），輸出電路如果是諧振電路輸出必然是正弦波。我們只要把背光燈高壓驅動輸出電路，做成一個諧振電路就可以輸出正弦波，如果諧振電路的諧振頻率就是振蕩器的振蕩頻率，那么該背光燈驅動電路，就能做到最大限度的高效的把能量傳輸給燈管。

輸出電路的處理方式是；在高壓變壓器的輸出端（輸入端也可以）和燈管連接處串連一只電容器C圖12，電容器C和輸出高壓變壓器輸出端L及負載R（燈管）組成了一個低Q值的串連諧振電路。等效電路圖一三。在圖中對于功率輸出信號的頻率作用于電感L和電容C,來說，在此頻率下，當電感L的感抗XL等于電容C的容抗XC時，電路產(chǎn)生諧振，在此諧振電路中即產(chǎn)生諧振，由于組成是串連諧振電路，所以諧振時；電流達到最大值，此最大電流即是流過冷陰極熒光燈管的電流。其諧振時達到的最大值，也意味著功率輸出的能量，最大限度的輸送給了燈管，由于燈管也串連在電路中的一部分，形成了串連諧振電路的電阻份量，所以該諧振電路是低Q值電路，即使是振蕩頻率略有偏差，也能保證能量的傳輸。

前面介紹過，在燈管點亮后的負阻特性，必須有限流的作用，此電路中電容器C的容抗，正好起到限流的左右，此種方式限流能量損耗極小，此輸出電路極為巧妙。

但是為了保證電容C和電感L的諧振頻率就是振蕩器的振蕩頻率，又要使電容C的容抗XC的大小基本正好是燈管的限流值，電路的精確設計是至關重要的。

在維修中，電容C是比較容易損壞的元件，如有損壞，一定要用和原來一樣的電容代換，否則其性能會大幅下降，甚至不能使用。圖12圖圖一三

以上第一部分主要介紹冷陰極熒光燈的構造、特性。工作時對驅動電路的要求，特別是具有亮度控制的冷陰極熒光燈及多燈管液晶屏系統(tǒng)燈管的驅動供電要求作了介紹。

下一部分；是冷陰極熒光燈高壓驅動電路的電路原理，故障分析，以三星屏為例。

內(nèi)容；

一、電路組成

二、工作原理

三、保護電路

四、檢修方法及注意事項

五、BD9884FV詳細分析海信TLM-3277液晶電視采用韓國三星屏，該屏內(nèi)置冷陰極熒光燈管16只。冷陰極熒光燈驅動電路板，隨屏配套。

該冷陰極熒光燈驅動電路由兩塊BD9884及8組全橋架構功率輸出電路組成，功率輸出采用8SPM3MOSFETN溝道、P溝道模塊。兩只8SPM3模塊及輸出高壓變壓器組成一個橋式輸出架構。變壓器有初級繞組XX接功率輸出模塊，次級高壓繞組XX接冷陰極熒光燈管次級低壓繞組XX為作為取樣電壓送往BD9884的電壓檢測部分。

BD9884有兩路激勵輸出2627輸出一路2324一路，每一路激勵輸出向兩個全橋功率電路提供激勵信號，每一組全橋功率輸出向兩個高壓變壓器驅動電壓（點亮兩只冷陰極熒光燈管），這樣；每一塊BD9884可以驅動8只燈管，兩只BD9884共驅動16只燈管。

在兩塊集成電路的4路輸出激勵信號中，在進行亮度控制時，是采用PWM方式控制，4路PWM脈沖，每路之間的相位差為900文章

平板電視維修技術大屏幕液晶顯示屏背光燈及高壓驅動電路原理及電路分析（三）2010-03-2910:11TLM3277液晶電視背光燈驅動穩(wěn)定保護電路工作原理

背光燈驅動電路向背光燈管供電并點亮背光燈管，要求液晶屏整個屏幕亮度均勻、穩(wěn)定。在實際應用中，由于電源、燈管特性、溫度等原因等的影響會造成發(fā)光亮度不穩(wěn)定，此時要求背光燈高壓驅動電路要有自動穩(wěn)壓、穩(wěn)流功能。又由于液晶屏是多燈管點亮，當某只背光燈管異常損壞或者性能不良，該燈管不亮或亮度極低，液晶屏即出現(xiàn)亮度不均勻甚至出現(xiàn)暗區(qū)，這是不能允許的，此時要求背光燈高壓驅動電路能進行保護性關機。

為了解決上述問題，在背光燈高壓驅動電路上設置了；自動檢測輸出電壓、自動檢測燈管電流，并穩(wěn)定電壓、電流的自動檢測控制電路。當某只背光燈管異常損壞或者性能不良出現(xiàn)暗區(qū)時，有故障的燈管會無電流或電流極小，此時背光燈高壓驅動電路設置檢測控制電路，檢測燈管異常電流，并控制整個背光燈高壓驅動電路停止工作（黑屏），等待檢修的。

圖1所示是該背光燈驅動電路的電壓、電流穩(wěn)定控制及自動檢測保護電路的示意圖。

圖中，高壓變壓器的L3是輸出電壓的取樣繞組、電阻R是燈管電流取樣電阻。L3的取樣電壓經(jīng)過電壓反饋電路加到BD9884FV的電壓反饋輸入引腳10，R上的取樣電壓Ui（經(jīng)D502、C1整流濾波，反映燈管工作電流大?。┙?jīng)過電流反饋電路加到BD9884FV的電流反饋輸入引腳9，這兩路反饋電壓進入BD9884FV后，和引腳1來的亮度工作PWM信號一起加到PWM亮度調(diào)制電路，完成亮度控制及亮度穩(wěn)定的作用。

同時R上的取樣電壓進入比較控制電路IC502和基準電壓進行比較，當燈管衰老、損壞時取樣電壓大幅變化，比較控制電路動作輸出控制電壓進入BD9884FV的引腳17，使振蕩器停止工作整個電路停止工作。圖1圖2

具體電原理圖如圖2所示，

一．電壓、電流反饋電路；（第一通道）

工作原理；

電壓反饋電路；

TI的L2、R553、R554、D510、BD9884FV的10腳組成電壓反饋電路。

工作時由于某些原因造成輸出電壓幅度變化不穩(wěn)定時，L2輸出的電壓Uv即相應的變化不穩(wěn)定，該電壓經(jīng)過R553、R554分壓取樣后經(jīng)D510加到BD9884FV的10腳電壓反饋控制輸入端。

電流反饋電路；

R1、D502、C1、R537、R538、BD9884FV的9腳組成電流反饋電路。

當燈管在點亮后由于溫度的變化等原因引起電流變化造成亮度不穩(wěn)定時，變化的電流在取樣電阻上的壓降Ui也隨之變化，經(jīng)D502、C1整流濾波后該電壓經(jīng)過R537、R538分壓取樣后經(jīng)D502加到BD9884FV的9腳電流反饋輸入端。

電壓和電流反饋電路的把反饋信號輸入后進入BD9884FV內(nèi)部的調(diào)制電路和和經(jīng)由1腳送來的PWM亮度控制信號,在調(diào)制電路中共同作用完成亮度控制和對燈管的電壓、電流穩(wěn)定性控制。

二．燈管電流異常保護控制電路；（第一通道）

由取樣電路、基準比較電路及控制輸出兩部分組成。

工作原理；

取樣電路；

由Q105、R540、D530組成，取樣電壓仍取自Ui。

燈管工作正常時，Ui流入Q105的基極，Q105的集電極電流Ic上升,并飽和導通，集電極電壓Uc下降約為零，此時D530截止。當燈管損壞或衰老，Ui很小甚至無電壓，此時Q105的集電極電流Ic下降到很小甚至無電流，則集電極電壓Uc上升，當上升電壓大于IC502引腳2電壓時D530導通，此電壓經(jīng)過D530加于基準比較電路IC502的輸入引腳2上。

基準比較電路；電路采用了一塊比較器集成電路IC502（10393），控制精度高，且控制門檻可調(diào)，等效電路圖3所示。IC502的引腳3是基準電壓輸入端，引腳2是電流取樣電壓輸入端。引腳1是控制信號輸出端，R571、R572的分壓比決定了基準電壓的設置（門檻）大小。

圖3

比較器的工作條件；

當引腳3為高電平，引腳2為低電平時輸出引腳1為高電平。當引腳3為低電平引腳2為高電平時輸出引腳1為低電平。

在正常工作時；由于取樣電路送來的是低電平（電壓小于1V）加于IC502的引腳2，引腳3的電壓由R571、R572（10K）分壓設置為3V，引腳2電壓小于引腳3電壓，此時引腳1為高電平輸出。在背光燈管損壞時，取樣電路送來的時高電平（約6V），引腳2電壓大于引腳3電壓，此時引腳1為低電平輸出。

控制輸出部分；

IC501BD9884FV的引腳17為保護控制輸入端，連接受控于IC502的控制輸出引腳1，BD9884FV正常工作引腳17電壓為1～1.5V（由R529、R530設定），當背光燈管出現(xiàn)故障，IC502引腳1為低電平，把17腳的電壓下拉為小于1V的低電平，經(jīng)過IC501BD9884FV內(nèi)部的控制，停止振蕩及激勵輸出。

由于大屏幕液晶屏是多燈管方式，所以在電路上每一個燈管均設一個取樣電路，多個取樣電路的輸出端經(jīng)過隔離二極管（D530、D830）接在一個基準比較電路的控制端（IC502的引腳2），多個燈管在工作時，只要有任一個燈管工作異常，其升高的Uc即會通過隔離二極管加于基準比較電路上，保護電路即會動作如圖四所示。圖4

以上介紹第一通道的原理，其它通道原理相同。文章

平板電視維修人員必備知識--MOS管2010-03-2910:36現(xiàn)在的高清、液晶、等離子電視機中開關電源部分除了采用了PFC技術外，在元器件上的開關管均采用性能優(yōu)異的MOS管取代過去的大功率晶體三極管，使整機的效率、可靠性、故障率均大幅的下降。由于MOS管和大功率晶體三極管在結構、特性有著本質上的區(qū)別，在應用上；驅動電路也比晶體三極管復雜，致使維修人員對電路、故障的分析倍感困難，此文即針對這一問題，把MOS管及其應用電路作簡單介紹，以滿足維修人員需求。

一、什么是MOS管

MOS管的英文全稱叫MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor)，即金屬氧化物半導體型場效應管，屬于場效應管中的絕緣柵型。因此，MOS管有時被稱為絕緣柵場效應管。在一般電子電路中，MOS管通常被用于放大電路或開關電路。

1、MOS管的構造；

在一塊摻雜濃度較低的P型半導體硅襯底上，用半導體光刻、擴散工藝制作兩個高摻雜濃度的N+區(qū)，并用金屬鋁引出兩個電極，分別作為漏極D和源極S。然后在漏極和源極之間的P型半導體表面復蓋一層很薄的二氧化硅（Si02）絕緣層膜，在再這個絕緣層膜上裝上一個鋁電極，作為柵極G。這就構成了一個N溝道（NPN型）增強型MOS管。顯然它的柵極和其它電極間是絕緣的。圖1-1所示A、B分別是它的結構圖和代表符號。

同樣用上述相同的方法在一塊摻雜濃度較低的N型半導體硅襯底上，用半導體光刻、擴散工藝制作兩個高摻雜濃度的P+區(qū)，及上述相同的柵極制作過程，就制成為一個P溝道（PNP型）增強型MOS管。圖1-2所示A、B分別是P溝道MOS管道結構圖和代表符號。圖1-1-A

圖1-2-A

圖1-2-B

2、MOS管的工作原理：圖1-3是N溝道MOS管工作原理圖；

圖1-3-A

圖1-3-B

從圖1-3-A可以看出，增強型MOS管的漏極D和源極S之間有兩個背靠背的PN結。當柵-源電壓VGS=0時，即使加上漏-源電壓VDS，總有一個PN結處于反偏狀態(tài)，漏-源極間沒有導電溝道（沒有電流流過），所以這時漏極電流ID=0。

此時若在柵-源極間加上正向電壓，圖1-3-B所示，即VGS＞0，則柵極和硅襯底之間的SiO2絕緣層中便產(chǎn)生一個柵極指向P型硅襯底的電場，由于氧化物層是絕緣的，柵極所加電壓VGS無法形成電流，氧化物層的兩邊就形成了一個電容，VGS等效是對這個電容充電，并形成一個電場，隨著VGS逐漸升高，受柵極正電壓的吸引，在這個電容的另一邊就聚集大量的電子并形成了一個從漏極到源極的N型導電溝道，當VGS大于管子的開啟電壓VT（一般約為2V）時，N溝道管開始導通，形成漏極電流ID，我們把開始形成溝道時的柵-源極電壓稱為開啟電壓，一般用VT表示?？刂茤艠O電壓VGS的大小改變了電場的強弱，就可以達到控制漏極電流ID的大小的目的，這也是MOS管用電場來控制電流的一個重要特點，所以也稱之為場效應管。

3、MOS管的特性；

上述MOS管的工作原理中可以看出，MOS管的柵極G和源極S之間是絕緣的，由于Sio2絕緣層的存在，在柵極G和源極S之間等效是一個電容存在，電壓VGS產(chǎn)生電場從而導致源極-漏極電流的產(chǎn)生。此時的柵極電壓VGS決定了漏極電流的大小，控制柵極電壓VGS的大小就可以控制漏極電流ID的大小。這就可以得出如下結論：

1）MOS管是一個由改變電壓來控制電流的器件，所以是電壓器件。

2）MOS管道輸入特性為容性特性，所以輸入阻抗極高。

4、MOS管的電壓極性和符號規(guī)則；

圖1-4-A是N溝道MOS管的符號，圖中D是漏極，S是源極，G是柵極，中間的箭頭表示襯底，如果箭頭向里表示是N溝道的MOS管，箭頭向外表示是P溝道的MOS管。

在實際MOS管生產(chǎn)的過程中襯底在出廠前就和源極連接，所以在符號的規(guī)則中；表示襯底的箭頭也必須和源極相連接，以區(qū)別漏極和源極。圖1-5-A是P溝道MOS管的符號。

MOS管應用電壓的極性和我們普通的晶體三極管相同，N溝道的類似NPN晶體三極管，漏極D接正極，源極S接負極，柵極G正電壓時導電溝道建立，N溝道MOS管開始工作,如圖1-4-B所示。同樣P道的類似PNP晶體三極管，漏極D接負極，源極S接正極，柵極G負電壓時，導電溝道建立，P溝道MOS管開始工作,如圖1-5-B所示。

圖1-4-AN溝道MOS管符號

圖1-4-BN溝道MOS管電壓極性及襯底連接

圖1-5-AP溝道MOS管符號

圖1-5-BP溝道MOS管電壓極性及襯底連接

5、MOS管和晶體三極管相比的重要特性；

1）．場效應管的源極S、柵極G、漏極D分別對應于三極管的發(fā)射極e、基極b、集電極c，它們的作用相似，圖1-6-A所示是N溝道MOS管和NPN型晶體三極管引腳，圖1-6-B所示是P溝道MOS管和PNP型晶體三極管引腳對應圖。圖1-6-A圖1-6-B

2)．場效應管是電壓控制電流器件，由VGS控制ID，普通的晶體三極管是電流控制電流器件，由IB控制IC。MOS管道放大系數(shù)是（跨導gm）當柵極電壓改變一伏時能引起漏極電流變化多少安培。晶體三極管是電流放大系數(shù)（貝塔β）當基極電流改變一毫安時能引起集電極電流變化多少。

3)．場效應管柵極和其它電極是絕緣的，不產(chǎn)生電流；而三極管工作時基極電流IB決定集電極電流IC。因此場效應管的輸入電阻比三極管的輸入電阻高的多。

4)．場效應管只有多數(shù)載流子參與導電；三極管有多數(shù)載流子和少數(shù)載流子兩種載流子參與導電，因少數(shù)載流子濃度受溫度、輻射等因素影響較大，所以場效應管比三極管的溫度穩(wěn)定性好。

5)．場效應管在源極未與襯底連在一起時，源極和漏極可以互換使用，且特性變化不大，而三極管的集電極與發(fā)射極互換使用時，其特性差異很大，b值將減小很多。

6)．場效應管的噪聲系數(shù)很小，在低噪聲放大電路的輸入級及要求信噪比較高的電路中要選用場效應管。

7)．場效應管和普通晶體三極管均可組成各種放大電路和開關電路，但是場效應管制造工藝簡單，并且又具有普通晶體三極管不能比擬的優(yōu)秀特性，在各種電路及應用中正逐步的取代普通晶體三極管，目前的大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中，已經(jīng)廣泛的采用場效應管。

6、在開關電源電路中；大功率MOS管和大功率晶體三極管相比MOS管的優(yōu)點；

1)、輸入阻抗高，驅動功率?。河捎跂旁粗g是二氧化硅（SiO2）絕緣層，柵源之間的直流電阻基本上就是SiO2絕緣電阻，一般達100MΩ左右，交流輸入阻抗基本上就是輸入電容的容抗。由于輸入阻抗高，對激勵信號不會產(chǎn)生壓降，有電壓就可以驅動，所以驅動功率極?。`敏度高）。一般的晶體三極管必需有基極電壓Vb，再產(chǎn)生基極電流Ib，才能驅動集電極電流的產(chǎn)生。晶體三極管的驅動是需要功率的（Vb×Ib）。

2）、開關速度快:MOSFET的開關速度和輸入的容性特性的有很大關系，由于輸入容性特性的存在，使開關的速度變慢，但是在作為開關運用時，可降低驅動電路內(nèi)阻，加快開關速度（輸入采用了后述的“灌流電路”驅動，加快了容性的充放電的時間）。MOSFET只靠多子導電，不存在少子儲存效應，因而關斷過程非常迅速，開關時間在10—100ns之間，工作頻率可達100kHz以上，普通的晶體三極管由于少數(shù)載流子的存儲效應，使開關總有滯后現(xiàn)象，影響開關速度的提高（目前采用MOS管的開關電源其工作頻率可以輕易的做到100K/S～一五0K/S,這對于普通的大功率晶體三極管來說是難以想象的）。

3）、無二次擊穿；由于普通的功率晶體三極管具有當溫度上升就會導致集電極電流上升（正的溫度～電流特性）的現(xiàn)象，而集電極電流的上升又會導致溫度進一步的上升，溫度進一步的上升，更進一步的導致集電極電流的上升這一惡性循環(huán)。而晶體三極管的耐壓VCEO隨管溫度升高是逐步下降，這就形成了管溫繼續(xù)上升、耐壓繼續(xù)下降最終導致晶體三極管的擊穿，這是一種導致電視機開關電源管和行輸出管損壞率占95%的破環(huán)性的熱電擊穿現(xiàn)象，也稱為二次擊穿現(xiàn)象。MOS管具有和普通晶體三極管相反的溫度～電流特性，即當管溫度（或環(huán)境溫度）上升時，溝道電流IDS反而下降。例如；一只IDS=10A的MOSFET開關管，當VGS控制電壓不變時，在250C溫度下IDS=3A，當芯片溫度升高為1000C時，IDS降低到2A，這種因溫度上升而導致溝道電流IDS下降的負溫度電流特性，使之不會產(chǎn)生惡性循環(huán)而熱擊穿。也就是MOS管沒有二次擊穿現(xiàn)象，可見采用MOS管作為開關管，其開關管的損壞率大幅度的降低，近兩年電視機開關電源采用MOS管代替過去的普通晶體三極管后，開關管損壞率大大降低也是一個極好的證明。

4）、MOS管導通后其導通特性呈純阻性；

普通晶體三極管在飽和導通是，幾乎是直通，有一個極低的壓降，稱為飽和壓降，既然有一個壓降，那么也就是；普通晶體三極管在飽和導通后等效是一個阻值極小的電阻，但是這個等效的電阻是一個非線性的電阻（電阻上的電壓和流過的電流不能符合歐姆定律），而MOS管作為開關管應用，在飽和導通后也存在一個阻值極小的電阻，但是這個電阻等效一個線性電阻，其電阻的阻值和兩端的電壓降和流過的電流符合歐姆定律的關系，電流大壓降就大，電流小壓降就小，導通后既然等效是一個線性元件，線性元件就可以并聯(lián)應用，當這樣兩個電阻并聯(lián)在一起，就有一個自動電流平衡的作用，所以MOS管在一個管子功率不夠的時候，可以多管并聯(lián)應用，且不必另外增加平衡措施（非線性器件是不能直接并聯(lián)應用的）。

MOS管和普通的晶體三極管相比，有以上四項優(yōu)點，就足以使MOS管在開關運用狀態(tài)下完全取代普通的晶體三極管。目前的技術MOS管道VDS能做到1000V，只能作為開關電源的開關管應用，隨著制造工藝的不斷進步，VDS的不斷提高，取代顯像管電視機的行輸出管也是近期能實現(xiàn)的。

二、灌流電路

1、MOS管作為開關管應用的特殊驅動電路；灌流電路

MOS管和普通晶體三極管相比，有諸多的優(yōu)點，但是在作為大功率開關管應用時，由于MOS管具有的容性輸入特性，MOS管的輸入端，等于是一個小電容器，輸入的開關激勵信號，實際上是在對這個電容進行反復的充電、放電的過程，在充放電的過程中，使MOS管道導通和關閉產(chǎn)生了滯后，使“開”與“關”的過程變慢，這是開關元件不能允許的（功耗增加，燒壞開關管），如圖所示，在圖2-1中A方波為輸入端的激勵波形，電阻R為激勵信號內(nèi)阻，電容C為MOS管輸入端等效電容，激勵波形A加到輸入端是對等效電容C的充放電作用，使輸入端實際的電圖2-1

壓波形變成B的畸變波形，導致開關管不能正常開關工作而損壞，解決的方法就是，只要R足夠的小，甚至沒有阻值，激勵信號能提供足夠的電流，就能使等效電容迅速的充電、放電，這樣MOS開關管就能迅速的“開”、“關”，保證了正常工作。由于激勵信號是有內(nèi)阻的，信號的激勵電流也是有限度，我們在作為開關管的MOS管的輸入部分，增加一個減少內(nèi)阻、增加激勵電流的“灌流電路”來解決此問題，如圖2-2所示。圖2-2

在圖2-2中；在作為開關應用的MOS管Q3的柵極S和激勵信號之間增加Q1、Q2兩只開關管，此兩只管均為普通的晶體三極管，兩只管接成串聯(lián)連接，Q1為NPN型Q2為PNP型，基極連接在一起（實際上是一個PNP、NPN互補的射極跟隨器），兩只管等效是兩只在方波激勵信號控制下輪流導通的開關，如圖2-2-A、圖2-2-B

當激勵方波信號的正半周來到時；晶體三極管Q1（NPN）導通、Q2（PNP）截止，VCC經(jīng)過Q1導通對MOS開關管Q3的柵極充電，由于Q1是飽和導通，VCC等效是直接加到MOS管Q3的柵極，瞬間充電電流極大，充電時間極短，保證了MOS開關管Q3的迅速的“開”，如圖2-2-A所示（圖2-2-A和圖2-2-B中的電容C為MOS管柵極S的等效電容）。

當激勵方波信號的負半周來到時；晶體三極管Q1（NPN）截止、Q2（PNP）導通，MOS開關管Q3的柵極所充的電荷，經(jīng)過Q2迅速放電，由于Q2是飽和導通，放電時間極短，保證了MOS開關管Q3的迅速的“關”，如圖2-2-B所示。

圖2-2-A

圖2-2-B

由于MOS管在制造工藝上柵極S的引線的電流容量有一定的限度，所以在Q1在飽和導通時VCC對MOS管柵極S的瞬時充電電流巨大，極易損壞MOS管的輸入端，為了保護MOS管的安全，在具體的電路中必須采取措施限制瞬時充電的電流值，在柵極充電的電路中串接一個適當?shù)某潆娤蘖麟娮鑂，如圖2-3-A所示。充電限流電阻R的阻值的選??；要根據(jù)MOS管的輸入電容的大小，激勵脈沖的頻率及灌流電路的VCC（VCC一般為12V）的大小決定一般在數(shù)十姆歐到一百歐姆之間。

圖2-3-A

圖2-3-B

由于充電限流電阻的增加，使在激勵方波負半周時Q2導通時放電的速度受到限制（充電時是VCC產(chǎn)生電流，放電時是柵極所充的電壓VGS產(chǎn)生電流，VGS遠遠小于VCC,R的存在大大的降低了放電的速率）使MOS管的開關特性變壞，為了使R阻值在放電時不影響迅速放電的速率，在充電限流電阻R上并聯(lián)一個形成放電通路的二極管D，圖2-3-B所示。此二極管在放電時導通，在充電時反偏截止。這樣增加了充電限流電阻和放電二極管后，既保證了MOS管的安全，又保證了MOS管，“開”與“關”的迅速動作。

2、另一種灌流電路

灌流電路的另外一種形式，對于某些功率較小的開關電源上采用的MOS管往往采用了圖2-4-A的電路方式。

圖2-4-A

圖2-4-B

圖中D為充電二極管，Q為放電三極管（PNP）。工作過程是這樣，當激勵方波正半周時，D導通，對MOS管輸入端等效電容充電(此時Q截止)，在當激勵方波負半周時，D截止，Q導通，MOS管柵極S所充電荷，通過Q放電，MOS管完成“開”與“關”的動作，如圖2-4-B所示。此電路由激勵信號直接“灌流”，激勵信號源要求內(nèi)阻較低。該電路一般應用在功率較小的開關電源上。

3、MOS管開關應用必須設置泄放電阻；

MOS管在開關狀態(tài)工作時；Q1、Q2是輪流導通，MOS管柵極是在反復充電、放電的狀態(tài)，如果在此時關閉電源，MOS管的柵極就有兩種狀態(tài)；一個狀態(tài)是；放電狀態(tài)，柵極等效電容沒有電荷存儲，一個狀態(tài)是；充電狀態(tài)，柵極等效電容正好處于電荷充滿狀態(tài)，圖2-5-A所示。雖然電源切斷，此時Q1、Q2也都處于斷開狀態(tài)，電荷沒有釋放的回路，MOS管柵極的電場仍然存在（能保持很長時間），建立導電溝道的條件并沒有消失。這樣在再次開機瞬間，由于激勵信號還沒有建立，而開機瞬間MOS管的漏極電源(VDS)隨機提供,在導電溝道的作用下，MOS管即刻產(chǎn)生不受控的巨大漏極電流ID，引起MOS管燒壞。為了避免此現(xiàn)象產(chǎn)生，在MOS管的柵極對源極并接一只泄放電阻R1，如圖2-5-B所示，關機后柵極存儲的電荷通過R1迅速釋放，此電阻的阻值不可太大，以保證電荷的迅速釋放，一般在5K～數(shù)10K左右。

圖2-5-A

圖2-5-B

灌流電路主要是針對MOS管在作為開關管運用時其容性的輸入特性，引起“開”、“關”動作滯后而設置的電路，當MOS管作為其他用途；例如線性放大等應用，就沒有必要設置灌流電路。

三、大功率MOS管開關電路。實例應用電路分析

初步的了解了以上的關于MOS管的一些知識后，一般的就可以簡單的分析，采用MOS管開關電源的電路了。

1、三星等離子V2屏開關電源PFC部分激勵電路分析；

圖3-1所示是三星V2屏開關電源，PFC電源部分電原理圖，圖3-2所示是其等效電路框圖。圖3-1圖3-2

圖3-1所示；是三星V2屏等離子開關電源的PFC激勵部分。從圖中可以看出；這是一個并聯(lián)開關電源L1是儲能電感，D10是這個開關電源的整流二極管，Q1、Q2是開關管，為了保證PFC開關電源有足夠的功率輸出，采用了兩只MOS管Q1、Q2并聯(lián)應用（圖3-2所示；是該并聯(lián)開關電源等效電路圖，圖中可以看出該并聯(lián)開關電源是加在整流橋堆和濾波電容C5之間的），圖中Q3、Q4是灌流激勵管，Q3、Q4的基極輸入開關激勵信號，VCC-S-R是Q3、Q4的VCC供電(22.5V)。兩只開關管Q1、Q2的柵極分別有各自的充電限流電阻和放電二極管，R16是Q2的在激烈信號為正半周時的對Q2柵極等效電容充電的限流電阻，D7是Q2在激烈信號為負半周時的Q2柵極等效電容放電的放電二極管，同樣R14、D6則是Q1的充電限流電阻和放電的放電二極管。R17和R一八是Q1和Q2的關機柵極電荷泄放電阻。D9是開機瞬間浪涌電流分流二極管。

2、三星等離子V4屏開關電源PFC部分激勵電路分析；

圖3-3所示；是三星V4屏開關電源PFC激勵部分電原理圖，可以看出該V4屏電路激勵部分原理相同于V2屏。只是在每一只大功率MOS開關管的柵極泄放電阻（R209、R206）上又并聯(lián)了過壓保護二極管；ZD202、ZD201及ZD204、ZD203圖3-3

3、海信液晶開關電源PFC部分激勵電路分析，圖3-4所示；

海信液晶電視32寸～46寸均采用該開關電源，電源采用了復合集成電路SMA—E1017（PFC和PWM共用一塊復合激勵集成電路），同樣該PFC開關電源部分也是一個并聯(lián)的開關電源，圖3-4所示。TE001是儲能電感、DE004是開關電源的整流管、QE001、QE002是兩只并聯(lián)的大功率MOS開關管。該集成電路的PFCOUTPUT端子是激勵輸出，，RE008、RE009、RE010、VE001、DE002、RE011、DE003組成QE001和QE002的灌流電路。圖3-4

灌流電路的等效電路如圖3-5所示，從圖中，可以清晰的看出該灌流電路的原理及各個元件的作用。

從等效電路圖來分析，集成電路的激勵輸出端（PFCOUTPUT端子），輸出方波的正半周時DE002導通，經(jīng)過RE008、RE010對MOS開關管QE001和QE002的柵極充電，當激勵端為負半周時，DE002截止，由于晶體三極管VE001是PNP型，負半周信號致使VE001導通，此時；QE001和QE002的柵極所充電荷經(jīng)過VE001放電，MOS管完成“開”、“關”周期的工作。從圖3-5的分析中，RE011作用是充電的限流電阻，而在放電時由于VE001的存在和導通，已經(jīng)建立了放電的回路，DE003的作用是加速VE001的導通，開關管關閉更加迅速。

圖3-4所示原理圖是PFC開關電源及PWM開關電源的電原理圖，該電路中的集成電路MSA-E1017是把PFC部分的激勵控制和PWM部分激勵控制復合在一塊集成電路中，圖3-6是原理框圖，圖中的QE003及TE002是PWM開關電源的開關管及開關變壓器，RE050是QE003的充電限流電阻、DE020是其放電二極管。圖3-5圖3-6

四、MOS管的防靜電保護

MOS管是屬于絕緣柵場效應管，柵極是無直流通路，輸入阻抗極高，極易引起靜電荷聚集，產(chǎn)生較高的電壓將柵極和源極之間的絕緣層擊穿。早期生產(chǎn)的MOS管大都沒有防靜電的措施，所以在保管及應用上要非常小心，特別是功率較小的MOS管，由于功率較小的MOS管輸入電容比較小，接觸到靜電時產(chǎn)生的電壓較高，容易引起靜電擊穿。而近期的增強型大功率MOS管則有比較大的區(qū)別，首先由于功能較大輸入電容也比較大，這樣接觸到靜電就有一個充電的過程，產(chǎn)生的電壓較小，引起擊穿的可能較小，再者現(xiàn)在的大功率MOS管在內(nèi)部的柵極和源極有一個保護的穩(wěn)壓管DZ（圖4-1所示）,把靜電嵌位于保護穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值以下，有效的保護了柵極和源極的絕緣層，不同功率、不同型號的MOS管其保護穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值是不同的。雖然MOS管內(nèi)部有了保護措施，我們操作時也應按照防靜電的操作規(guī)程進行，這是一個合格的維修員應該具備的。圖4-1

五、MOS管的檢測與代換：

在修理電視機及電器設備時，會遇到各種元器件的損壞，MOS管也在其中，這就是我們的維修人員如何利用常用的萬用表來判斷MOS管的好壞、優(yōu)劣。在更換MOS管是如果沒有相同廠家及相同型號時，如何代換的問題。

1、MOS管的測試：

作為一般的電器電視機維修人員在測量晶體三極管或二極管時，一般是采用普通的萬用表來判斷三極管或者二極管的好壞，雖然對所判斷的三極管或二極管的電氣參數(shù)沒法確認，但是只要方法正確對于確認晶體三極管的“好”與“壞”還是沒有問題的。同樣MOS管也可以應用萬用表來判斷其“好”與“壞”,從一般的維修來說，也可以滿足需求了。

檢測必須采用指針式萬用表（數(shù)字表是不適宜測量半導體器件的）。對于功率型MOSFET開關管都屬N溝道增強型，各生產(chǎn)廠的產(chǎn)品也幾乎都采用相同的TO-220F封裝形式（指用于開關電源中功率為50—200W的場效應開關管），其三個電極排列也一致，即將三只引腳向下，打印型號面向自巳，左側引腳為柵極，右測引腳為源極，中間引腳為漏極如圖5-1所示。圖5-1

1）萬用表及相關的準備：

首先在測量前應該會使用萬用表，特別是歐姆檔的應用，要了解歐姆擋才會正確應用歐姆擋來測量晶體三極管及MOS管（現(xiàn)在很多的從事修理人員，不會使用萬用表，特別是萬用表的歐姆擋，這絕不是危言聳聽，問問他？他知道歐姆擋的R×1R×10R×100R×1KR×10K，在表筆短路時，流過表筆的電流分別有多大嗎？這個電流就是流過被測元件的電流。他知道歐姆擋在表筆開路時表筆兩端的電壓有多大嗎？這就是在測量時被測元件在測量時所承受的電壓）關于正確使用萬用表歐姆擋的問題，可以參閱“家電維修”2005年第六期鄭玉科的文章“學會用指針表R×1和R×10K擋檢測晶體管”一文，因篇幅問題這里不再贅述。

用萬用表的歐姆擋的歐姆中心刻度不能太大，最好小于12Ω（500型表為12Ω），這樣在R×1擋可以有較大的電流，對于PN結的正向特性判斷比較準確。萬用表R×10K擋內(nèi)部的電池最好大于9V，這樣在測量PN結反相漏電流時比較準確，否則漏電也測不出來。圖5-2

現(xiàn)在由于生產(chǎn)工藝的進步，出廠的篩選、檢測都很嚴格，我們一般判斷只要判斷MOS管不漏電、不擊穿短路、內(nèi)部不斷路、能放大就可以了，方法極為簡單：

采用萬用表的R×10K擋；R×10K擋內(nèi)部的電池一般是9V加1.5V達到10.5V這個電壓一般判斷PN結點反相漏電是夠了，萬用表的紅表筆是負電位（接內(nèi)部電池的負極），萬用表的黑表筆是正電位（接內(nèi)部電池的正極），圖5-2所示。

2）測試步驟

把紅表筆接到MOS管的源極S；把黑表筆接到MOS管的漏極D，此時表針指示應該為無窮大，如圖5-3所示。如果有歐姆指數(shù)，說明被測管有漏電現(xiàn)象，此管不能用。圖5-3

保持上述狀態(tài)；此時用一只100K～200K電阻連接于柵極和漏極，如圖5-4所示；這時表針指示歐姆數(shù)應該越小越好，一般能指示到0歐姆，這時是正電荷通過100K電阻對MOS管的柵極充電，產(chǎn)生柵極電場，由于電場產(chǎn)生導致導電溝道致使漏極和源極導通，所以萬用表指針偏轉，偏轉的角度大（歐姆指數(shù)?。┳C明放電性能好。圖5-4

此時在圖5-4的狀態(tài)；再把連接的電阻移開，這時萬用表的指針仍然應該是MOS管導通的指數(shù)不變，如圖5-5所示。雖然電阻拿開，但是因為電阻對柵極所充的電荷并沒有消失，柵極電場繼續(xù)維持，內(nèi)部導電溝道仍然保持，這就是絕緣柵型MOS管的特點。如果電阻拿開表針會慢慢的逐步的退回到高阻甚至退回到無窮大，要考慮該被測管柵極漏電。圖5-5

這時用一根導線，連接被測管的柵極和源極，萬用表的指針立即返回到無窮大，如圖5-6所示。導線的連接使被測MOS管，柵極電荷釋放，內(nèi)部電場消失；導電溝道也消失，所以漏極和源極之間電阻又變成無窮大。圖5-6

2、MOS管的更換

在修理電視機及各種電器設備時，遇到元器件損壞應該采用相同型號的元件進行更換。但是，有時相同的元件手邊沒有，就要采用其他型號的進行代換，這樣就要考慮到各方面的性能、參數(shù)、外形尺寸等，例如電視的里面的行輸出管，只要考慮耐壓、電流、功率一般是可以進行代換的（行輸出管外觀尺寸幾乎相同），而且功率往往大一些更好。對于MOS管代換雖然也是這一原則，最好是原型號的最好，特別是不要追求功率要大一些，因為功率大；輸入電容就大，換了后和激勵電路就不匹配了，激勵灌流電路的充電限流電阻的阻值的大小和MOS管的輸入電容是有關系的，選用功率大的盡管容量大了，但輸入電容也就大了，激勵電路的配合就不好了，這反而會使MOS管的開、關性能變壞。所示代換不同型號的MOS管，要考慮到其輸入電容這一參數(shù)。例如有一款42寸液晶電視的背光高壓板損壞，經(jīng)過檢查是內(nèi)部的大功率MOS管損壞，因為無原型號的代換，就選用了一個，電壓、電流、功率均不小于原來的MOS管替換，結果是背光管出現(xiàn)連續(xù)的閃爍（啟動困難），最后還是換上原來一樣型號的才解決問題。

檢測到MOS管損壞后，更換時其周邊的灌流電路的元件也必須全部更換，因為該MOS管的損壞也可能是灌流電路元件的欠佳引起MOS管損壞。即便是MOS管本身原因損壞，在MOS管擊穿的瞬間，灌流電路元件也受到傷害，也應該更換。就像我們有很多高明的維修師傅在修理A3開關電源時；只要發(fā)現(xiàn)開關管擊穿，就也把前面的2SC3807激勵管一起更換一樣道理（盡管2SC3807管，用萬用表測量是好的）。

另外“工欲善其事必先利其器”準備一本MOS管手冊、一塊好的萬用表（歐姆擋中心刻度12歐或更小）、一套好的工具是必須的。文章

平板電視維修技術平板電視的維修距我們很近又很遠（下）2010-03-2823:一三背光燈高壓板（逆變器）

大家都知道液晶顯示器的液晶片能產(chǎn)生圖像，但是不能發(fā)光，必須有一個光源透過液晶片，液晶片上的圖像對投射過的光進行調(diào)制，從而產(chǎn)生明亮的圖像（被動發(fā)光）。就和電影膠片一樣，電影的膠片上有圖像，但是它不能發(fā)光，必須有一個光源透過電影膠片，才能在膠片上看到圖像一樣。液晶顯示屏就是液晶片和液晶片后面光源的組合（并且包括產(chǎn)生圖像的邏輯驅動電路），為了產(chǎn)生，明亮的圖像、鮮艷的色彩、豐富的層次，對后面的光源要求是非常苛刻的。

第一；光源必須要有足夠的強度；現(xiàn)在一般都是在燈光下看電視（不像看電影，要把所有的燈都關了）或白天在明亮的光線下看電視。為了液晶屏重現(xiàn)的圖像有鮮艷的色彩、豐富的層次（對比度）液晶屏的亮度要大大的高于周圍環(huán)境的亮度，現(xiàn)代大屏幕的液晶顯示屏的亮度必須達到1000nit（尼特）以上。第二；整個屏幕的亮度必須均勻，特別是周邊部分。第三；為了重現(xiàn)自然界的各種色彩，光源的光譜范圍必須要寬，盡量接近780nm~380nm（太陽光光譜）。為了滿足以上三個條件，現(xiàn)代的大屏幕液晶顯示器均采用冷陰極日光燈管（CCFL），以接近太陽光的光譜，用16～24根燈管排列在液晶片的后面，以達到光線的均勻，和足夠的亮度。每個燈管如果以8W計算，24根燈管耗電功率就達到近200W，這樣才能滿足上面的條件，所以有人說液晶電視省電，比等離子省電，其實錯了，不比等離子省電多少，而圖像的質量，等離子更勝一籌（等離子是主動發(fā)光，無視角差）。

由于液晶屏內(nèi)部的燈管采用的是冷陰極日光燈管，啟動電壓達到1000V以上，所以液晶電視機開關電源提供的24V電壓就不行了，就要有一個專門的部件，把開關電源來的24V供電，經(jīng)過這個部件轉化為；適合冷陰極日光燈管點亮的電壓及功率，此轉換部件稱；背光燈高壓供電板，也有稱；“逆變器”或“背光燈高壓逆變器”。由于燈管的特性不同，背光燈高壓板產(chǎn)生的燈管的啟動電壓、維持電壓、高壓板供電內(nèi)阻，必須適合所點亮的燈管，所以液晶屏生產(chǎn)廠，生產(chǎn)的液晶屏都隨屏配高壓板出廠，不同屏高壓板不可互換。至于市場上出售的萬能背光板雖然能把燈管點亮，但是嚴重的影響燈管的壽命。

由于液晶電視也和CRT電視一樣需要對顯示屏進行亮度控制，由于液晶屏的亮度取決于背光燈的亮度，所以必須要控制背光燈管的亮度變化，但是大家知道平時的日光燈管是無法靠改變電壓來達到控制亮度的目的的，同樣液晶屏的背光管（CCFL）也是不能靠改變施加的電壓大小來控制亮度，目前的亮度控制是把施加在燈管兩端的電壓變成脈沖串，控制脈沖的寬度達到控制亮度的目的，但是對波形的要求極其嚴格，否則會大大縮短燈管的壽命，這也是一個技術上比較復雜的問題（“家電維修”前期有詳盡介紹）。背光板的輸出及背光燈管的啟動、熄滅、亮度控制受CPU控制。高壓背光板框圖如圖1所示；

在液晶電視機中，高壓背光板是電壓高、電流大、功耗大的部件，也是故障頻發(fā)的部分，這部分易損壞的部分是功率輸出模塊（N溝道、P溝道MOS對管），類似CRT的行輸出管。

只要弄懂原理，能分析背光板的故障，維修是極其容易的，在高壓背光板上，除了高壓開關變壓器是屬于專用件外（基本不壞），其它均是通用件極易購到。

等離子屏及相關電路介紹及維修

等離子屏加上高中頻小信號處理電路就是一臺等離子電視機，在普通CRT的技術基礎上

只要把等離子屏的原理搞清楚，維修等離子電視是沒有問題的，由于等離子屏在工作時需要嚴格的多種電壓，而且精度高且有一定的時序關系，所以屏的產(chǎn)生廠在屏出廠時，已經(jīng)隨屏配套開關電源、X、Y驅動電路、D（地址）驅動及邏輯板電路，這樣配套出廠實際上就是一個完整的顯示器，現(xiàn)在國內(nèi)的生產(chǎn)廠家基本上就是購買了這樣的顯示器，在配上高中頻及信號解碼小信號處理部分，就成為一臺等離子電視機，這些等離子屏的來源是三星、LG及臺灣居多。

維修等離子電視，除了前述的開關電源外，對應屏體的周邊電路原理也必須了解，這些電路有；X驅動電路、Y驅動電路、D驅動電路（地址驅動也稱為尋址電路）及控制這些電路工作的邏輯電路（邏輯板），等離子屏周邊驅動板布局如圖2所示（該圖沒安裝小信號前端電路板）。

在圖3中；由前端小信號處理電路送來的數(shù)字圖像信號（低壓差分信號—LVDS），進入邏輯板電路，在邏輯板上有類似液晶顯示屏內(nèi)部的時序控制電路，及程序存儲器。程序存儲器存儲有控制邏輯電路工作的程序，在程序的控制下，邏輯電路產(chǎn)生相應的X、Y、D驅動信號，經(jīng)由輸出接口送往屏體周圍的X、Y、D驅動板，驅動等離子屏工作，圖4所示是邏輯板信號輸出接口，中間三個白方塊、及左下角白方塊是程序存儲器。

下面簡單介紹各部工作原理；

等離子屏開關電源特點原理前面已經(jīng)介紹（等離子屏框圖參見第九期該文圖1B），現(xiàn)在來談談X驅動電路、Y驅動電路、D驅動電路及邏輯板電路。

在X、Y、D驅動電路中，X、Y驅動是提供等離子放電單元放電的條件，D驅動是控制放電的產(chǎn)生和停止，有類似CRT的陰極的功能。

等離子屏是一種氣體放電的顯示裝置，在氣體放電單元（像素）放電發(fā)光時，只有兩種狀態(tài)；即放電產(chǎn)生“亮”，不放電即“黑”。這樣的單元組成的屏如仍然用每秒50場的顯示方式，產(chǎn)生的圖像是沒有灰度（層次）的，為了解決此問題，等離子顯示是采用在一個原來的場顯示時間內(nèi)再分割成不同時間的子場顯示（在一場的時間內(nèi)（16.7ms)，每一個點的亮度分解后按8個子場的加權數(shù)1、2、4、8、16、32、64、128的時間組合數(shù)值來顯示），結合人眼的生理特性使圖像有豐富的層次感。這樣實際上等離子屏的場頻數(shù)達到50×8=400場，又因為等離子氣體放電及持續(xù)放電是依靠控制放電體內(nèi)壁壘電荷來完成的，所以X電極、Y電極、D電極施加的波形極為復雜，并且波形及幅度的標準要求非?？量蹋鐖D5所示。這個波形的就是由前面提到的開關電源產(chǎn)生的五種電壓（VS維持電壓、VA地址電壓、VE擦除電壓、VSET初始電壓、VSCAN掃描電壓），會同邏輯板送來的驅動信號，經(jīng)過驅動電路的變化產(chǎn)生，X、Y及D功率驅動電路是一系列的功率開關電路組合，五種電壓作為X、Y及D功率驅動電路的供電壓。這些開關電路的激勵是由邏輯板電路完成的。邏輯板電路上面的存儲器存儲有根據(jù)等離子屏特性設計的軟件，它結合輸入的圖像信號，輸出X、Y功率驅動電路及地址驅動電路的激勵波形。

圖5為等離子屏各電極，一個子場周期的波形圖。

由于屏的尺寸不同、特性不同、處理信號不同（高清、標清），邏輯板輸出的激勵信號即不同，邏輯板工作由邏輯板上面的一個只讀存儲器內(nèi)部的程序（軟件）控制，該程序是根據(jù)等離子屏的特性，驅動電路的要求，被處理小信號的性質等而設計，并固化在邏輯板上的只讀存儲器內(nèi)部，這樣根據(jù)把前級小信號電路送來的數(shù)字的圖像信號，在程序的控制下，產(chǎn)生出該屏的X、Y、地址驅動脈沖，送往等離子屏周圍的X、Y及地址驅動電路。

為了方便的判斷是屏的故障還是前級電路的故障，在邏輯板上有屏校驗測試信號，搬動測試信號開關就可以非常方便的判斷是屏的故障還是前級電路故障。

等離子屏的X、Y驅動電路故障，是可以修理的一般是MOS功率驅動模塊及電解電容損壞較多，均是通用元件市場都可以買到，邏輯板電路是低壓小信號電路一般故障極低，出現(xiàn)故障也是可以修理的，市場上也有成品邏輯板提供，由于邏輯板上的程序是特定的所以換邏輯板要把存儲程序的集成電路取下（可插件）換到要換新板上。

以上只是泛泛的、簡單的概述了一下平板電視的特殊點?，F(xiàn)在可以明確的說；平板電視可以修，平板電視有廣闊的維修前景，有巨大的賺錢機會，但是你必須具備的是分析電路、處理故障的基本功。和國內(nèi)的一些平板維修高手交流，他們都有樂觀的前景，用必勝的心態(tài)來迎接平板電視的維修高峰，現(xiàn)在的任務是跟上形勢、積累知識、儲備技術。

平板電視維修技術的學習，要按照前文提到的在戰(zhàn)略上要藐視困難，在戰(zhàn)術上要重視困難，不要被新名詞嚇到，但是也必須認真對待。對待具體的電路及故障，一定要弄懂電路原理、分析故障的原因，在下手修理。當然必要的儀器（示波器）及正確使用是不可缺少的。

對于一個合格的維修人員，還應該認識到“電工原理”、“晶體管電路基礎”等基礎的重要性，具備了這些基本功，學習起來就更方便啦。HYPERLINK"xhi.baidux/%C8%AB%BC%