显示器二次电源原理.doc

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1、2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作CRT显示器二次电源原理为了让彩显在不同行频扫描时，画面清晰稳定，通常采用二次电源方法为行输出级供电，即将主电源产生的电压变换为随行频升高而升高的可变电压，以满足多频扫描的需要。另外，在一些性能较高的彩显中还采用了高压独立供电的方式，将行频变化对画面的影响降至最低。从二次电源的输入、输出电压值大小看，二次电源分为升压型与降压型，通常，输入电压为50V75V的二次电源为升压型；输入电压为160V210V 的二次电源为降压型。 SAMSUNG 753df彩显二次电源电路如图2所示。该电路由IC401、L402、Q402、D401等元件构成了升压

2、型并联开关电源式二次电源，为行输出电路提供60V150V的工作电压。开关控制过程1.工作过程 接通电源后，彩显一次电源电路工作，IC401（TDA4859）得电（12V）启动IC内部的二次电源振荡器，从脚输出与行频同步的驱动电压。此电压经Q401驱动放大后加到Q402的栅极，让Q402工作在开关状态。在Q402饱和导通期间，+50V电压经L402、Q402、R413、Q414形成电流回路。此期间电能化为磁能储存在电流L402中，这时储能电感L402的电动势极性为左正右负，如图3所示。当Q402截止时，L402电动势极性变为左负右正，如图4所示，此时储存在L402中的能量通过D401释放给电容C

3、409及行输出电路。L402中能量释放完毕后，就完成了一个工作周期，下一个周期结束后，Q402饱和，L402储能，此时C409向行输出级供电。 从上述分析可知，供给行输出级的电压高低取决于L402中储能的多少，而L402储能的多少又与Q402的饱和导通时间有关，即通过改变IC401脚输出信号的占空比，就可控制开关管Q502的导通时间，从而控制二次电源的输出电压。2.稳压控制若因某种原因二次电源输出电压升高时，行输出变压器T501绕组的感应电压也会升高。此感应电压R511限流及经D501、C505整流滤波后得到的直流电压上升（此电压一路经R506、R504加到IC401的脚电压误差反样比较控制输

4、出），IC401内部电路对脚电压变化检测后，脚输出的脉冲信号占空比减小，缩短了一个周期内Q402的导通时间，L402中的储能减少，从而使二次电源输出电压降低至正常值，达到了稳压的目的。同样，若二次电源输出电压降低时，IC401脚电压下降，脚输出的脉冲信号占空比增大，延长了一个周期那Q402的导通时间，L402中的储能增加，输出电压升高至正常值。另外，IC401脚电压还受CPU 22脚（行幅度PWM控制信号输出）控制。若用户在主机上将显示器的分辨率设置提高后，显卡送给显示器行、场同步信号频率也将提高，显示器中CPU通过对输入的行、场同步信号检测后，CPU 22脚输出的PWM信号脉冲占空比减小，I

5、C401脚电压下降，与上述稳压过程一样，IC401脚输出脉冲占空比增大，二次电源输出电压上升到此时分辨率所对应的电压值。若分辨率设置下降后，CPU22脚输出的PWM信号脉冲占空比增大，IC401脚电压上升，二次电源输出电压下降到相应值。3.过流保护图中IC401脚为二次电源开关管过流保护信号检测输出端；R413、R414为过流检测取样电阻。当Q402过流时，R413、R414两端压降增大，一旦IC401脚电压高于2.5V，IC401内部二次电源振荡器停止工作，脚无开关脉冲输出，从而起到了过流保护作用。4.X射线保护若二次电源电路中稳压失控，输出电压升高时，行输出变压器T501绕组感应电压增加，

6、C505两端电压升高，经R502、R507分压后加到IC401脚（X射线保护输入）。当IC401脚电压高于6.4V后，IC401内部X射线保护电路启动，IC401脚无脉冲输出。8升压式二次电源工作原理降压式二次电源原理串联型二次电源的工作原理与彩电中常见的彩电串联型开关电源原理相似，它属于降压型二次电源，现举例说明。LG FB775彩显二次电源电路如图所示。该电路由IC701（TDA4856）、Q719、L705等元件构成了降压型串联开关电源式二次电源，为行输出电路提供60V150V的工作电压。1.开关控制过程 通电后，IC701得电工作，其脚输出得开关脉冲经Q717、Q718推挽放大后，经R

7、757、C732加到开关管Q719得G极，使Q719工作在开关状态。Q719饱和导通期间，一次电源输出的160V电压经Q719的S、D极及储能电感L705、 滤波电容C735形成电流回路。C735滤波得到的直流电压并向行输出级供电。Q719截至时，因L705中电流不能突变，L705中自感产生左负右正的电动势，于是L705、R759、C735、L704、D707构成电流回路，L705给C735充电,C735在获得能量并稳定电压后向行输出级供电。图中D707为续流二极管，要求使用快速整流管，如常见的RU2A。2.稳压过程IC701(4)脚外接由R774、C711组成的积分电路。若因某种原因使二次电

8、源输出电压上升时，行输出变压器（5）（8）绕阻的感应电源升高。此电源经R710、R785、R716.R719、VR701取样后送至IC701（5）脚（误差取样比较控制输入端），经IC701内部误差放大器放大后，再与（4）脚输入的锯齿波信号比较，使（6）脚输出的开关脉冲信号占空比发生变化，让开关管Q719的饱和导通时间缩短，最终让输出电压下降至正常值。若输出电压下降时，控制过程与上述过程相反。3.软启动及静噪控制 采用TDA4856的二次电源具有软启动功能。IC701（3）脚内接行输出电源误差放大输出端；外接电容C710（软启动电容）。开机瞬间，由于C710的充电，IC701（3）脚电压逐渐增大

9、，（6）脚输出的驱动脉冲宽度也逐渐变宽到额定值，开关管Q719的饱和导通时间逐渐变长至正常值。由于行扫描电路在开机或更改显示模式瞬间，彩显需要一个同步搜索和相位锁定的过程。如果在此期间，二次电源不能及时加以控制，可能导致输出电压过高，损坏行输出管等元件。为此，该机设有静噪控制电路。开机或改变显示模式时，CPU（23）脚输出高电平，Q704饱和导通，IC701（3）脚被D701钳位在0.7V左右，（6）脚无驱动脉冲输出，达到视频静噪保护的目的。 维修提示：若软启动电容漏电，二次电源输出电压低甚至为0；若软启动电容无容量或开路，电路将无软启动功能，在开机瞬间易损坏二次电源开关管。检修实例例1：一台

10、UIS型彩显，图像在水平方向和垂直方向抖动。 分析与检修：试机发现，电脑启动自检时，屏显自检字符时，画面不抖动，一旦显示Windows画面时便出现抖动现象。仔细观察发现图像在水平方向和垂直方向的抖动具有规律性。试调亮度和对比度时发现，若将对比度和亮度调低，画面不抖动。 从上述故障现象看，图像是否抖动与画面亮暗有关（屏显自检字符时，背景为黑色，即故障现象与负载大小有关，加之抖动又具有规律性，由此判断故障极可能系电源带负载能力差所致。经验可知，电源带负载能力差为滤波电容容量减小或整流二极管内阻增大。为了提高检修速度，分别在300滤波电容，一次电源+B输出滤波电容，二次电源输出滤波电容两端并联同容量

11、电解电容，试机发现在二次电源输出滤波电容（10F/200V）两端并一只10F/250V电容后，故障排除。例2：COMPA MODEL N0473B彩显，图像亮度暗且显得淡薄（对比度低），色彩不鲜艳。 分析与检修：从故障现象看，此故障现象是行输出级供电电压太低或行输出负载太重，致使行变产生的高、中压过低所致。通电测得一次电源输出55V电压（正常），而C509两端电压（行输出级供电）仅54V。试机几分钟后关机用手摸行管及行输出变压器，无明显温升由此基本排除了行输出负载过重的可能。接着又将分辨率调高至1024*768，测得C509两端电压仍为54V，可见故障在二次电源电路。经过对开关管VT501、过

12、流检测电阻R511、反馈电阻R509的检查，发现R511已断路。换新后，彩显图像正常。例3：海尔HC15160型彩显，开机后绿色指示灯亮，无高压响声、黑屏。分析与检修：通电测得二次电源开关管（VT206）的D极电压为162V（正常），S极电压为0。但在显示器启动瞬间，VT206的S极有近90V电压，随即降为0V，同时测得IC501（2）脚（X射线保护输入）电压由2.8V迅速上升到5V。可见此机为行输出级供电电压过高导致高压保护，从而出现上述故障现象。反复检修二次电源电路，未发现元件异常。难道一次电源输出电压偏高？仔细查看一次电源元器件时，发现电路板上C102（100F/160V）安装处在漏液痕

13、迹，毫不犹豫将C102换新，试机故障排除，此时测得VD206的S极电压为105V。小结：C102容量减小；导致一次电源输出的B电压滤波不良，也就造成二次电压输出供给行输出级的电压中脉动电压过大，致使保护电路动作。例4：CSC-1442型彩显，开机瞬间有正常显示，然后黑屏。 分析与检修：通电测得一次电源输出稳定的165V电压，但二次电源无输出，由此决定首先检查二次电源电路。本型彩显由时基电路NE555输出控制脉冲控制二次电源开关管VT511，如图12所示。经查VT508VT511均正常，但IC501（3）脚始终无驱动脉冲输出，转向检查该电源的稳压电路。该机由行输出变压器（5）脚输出的行逆程脉冲，

14、经VD401整流、C412滤波和取样保持后，由R531、RP502送至可调精密稳压集成电路IC502(TL431)的控制（R）极。IC502 R极电压将控制其K极电压，即通过R516影响了IC501（5）脚电压，从而控制该电路的振荡状态，调整IC501(3)脚输出的脉冲占空比，达到稳压的目的。经过检查发现C412已无容量，换新后，故障排除。小结：C412无容量后，加到IC502 R极电压低于2.5V，K极电压不受R极电压控制，此时IC502 K-A极间近似于开路，IC501(5)脚电压均为12V，IC501保护性停振。例5：一台SAMPO牌KM-9450型21英寸多频彩显，开机瞬间机内有高压静

15、电声，随即消失，无任何反应，电源指示灯为黄色。 分析于检修：该机行扫描电流电路与产生高压的电路是分开的，前者负责给行偏转线圈提供行扫描电流；后者由高压输出变压器给彩显提供所需的高中压。高压产生电路的二次电源由IC2（UC3843AN）控制，UC3843N的引脚功能详见本刊2005年第2期第43页。IC2（6）脚输出的开关脉冲的频率受IC1(19)脚行振荡输出脉冲控制，脉冲宽度受IC2(2)脚输入的高压取样电压控制。 开机后测得一次电源输出电压B1值为稳定的200V，正常；而二次电源输出的+B2电压由开机瞬间的55V迅速升至170V；IC1(19)脚（行激励脉冲信号输出）电压为12V（正常时为5

16、.5V）；IC1(15)脚（过压保护信号输入）电压为3V（正常时为0V）。通过对上述检测数据的分析，可认为该机故障原因为开机后B2电压过高，致使ZVD3被行变高压脉冲在C2两端的电压击穿，IC1（15）脚电压升高，IC1内部保护电路动作，从而使IC（19）脚无行激励脉冲输出，高压消失。 对于二次电源输出的（B2）电压过高故障，应首先检查IC2(2)脚（误差放大反相输入）电压是否正常。开机瞬间测得此脚电压由12V迅速降为0V，可见B2升高正是由IC2（2）脚电压过低所致。接着分析IC2（2）脚外围电路；二极管VD1、VD2及电容C1组成了一个防误动作过压调节电路；R1、R2为取样限流电阻。开机后

17、，高压产生电路正常工作需要一段时间，在这段时间内行变取样绕阻经R1、R2反馈给IC2（2）脚的电压低于正常值，为了防止IC2误判断为高压过低，（6）脚输出脉宽较宽的脉冲，让二次电源输出电压升高，从而损坏元器件，特设有防误动作过压调节电路。开机后，12V电压给C1充电加到IC2（2）脚，使IC2（6）脚输出的脉冲宽度最窄，使二次电源输出电压最低。当C1充电结束时，VD1截止，此时IC2（2）脚受取样电压控制而稳压。由于开机瞬间IC2（2）脚电源由12V变为0V，可见防误动作过压调节电路正常，而问题出在（2）脚未能接收到取样电压，检查R1、R2、VD4。最后查出VD4已击穿，换新后，试机一切正常.

18、实例：联想LXB-HF769A型17英寸纯平彩显二次电源工作原理分析为了适应不同的扫描方式、不同的分辨率及不同的刷新率产生的行频，保证显示器在不同模式下正常工作，多频彩色显示器设置了二次电源，也称行输出电源电路或B+电源电路。它能随行频高低而改变行输出级的供电电压。行频低时供电电压较低；行频高时，供电电压相应升高。从而稳定显像管高压及行偏转线圈的电流，让显示器的亮度和图像画面保持稳定。二次电源电路有升压式和降压式两种。本文以联想LXB-HF769A型17英寸纯平彩显为例。介绍升压式B+电源电路工作原理与检修方法，相关电路如图1所示。工作原理 该电源主要由IC401（TDA4841PS）、N沟道

19、型场效应管Q911、储能电感L906、续流二极管。D921等构成，用于为行输出电路提供62V152V的工作电压。（1）TDA4841PS芯片简介 TDA4841Ps是飞利浦公司生产的12C总线控制自动同步行场小信号控制电路。行频和场频都是根据输入不同的行、场同步信号由Ic内部电路完成自动跟踪。行频工作范围为15kHz130kHz，场频同步范围为50Hz160Hz。工作电压范围为9.2V16V。其引脚功能与实测数据见表1。表1 IC401(TDA4841PS)引脚功能与实测数据引脚功能电压(V)引脚功能电压(V)1行逆程脉冲输入0.2617行同步失锁/保护/场消隐0.072X射线保护输入5.16

20、18IIC总线时钟信号输入5.213B+控制OTA输出4.8819IIC总线数据输入/输出5.214B+控制比较器输入2.3620东-西枕校不平衡校正(未用)5B+控制OTA输入2.5121场幅变化补偿输入5.086B+控制驱动输出0.3522场幅控制外接电容器2.77电源电路地线023场振荡器外接电阻器3.068行激励输出4.9324场振荡器外接电容器2.689X射线保护复位选择输入4.8825信号电路地线010电源11.5426行PLL1外接滤波器3.3111东-西枕校输出3.227频率/电压转换电压缓冲1.9312场激励输出2128行振荡器基准电压2.5713场激励输出1129行振荡器外

21、接电容4.5614场同步信号输入0.0430行PLL2外接滤波器/软启动5.4115行同步/复合同步信号输入0.3831行幅变化补偿输入5.0816视频钳位脉冲/场消隐信号输出0.8832水平与垂直动态聚焦输出6.15（2）开关控制过程 通电后，IC401得到11.5V供电开始工作。从其脚输出与行频同步的PWM激励脉冲。该激励脉冲经Q414倒相放大、Q920和Q912推挽放大、C941耦合、K962限流，加到开关管Q911的G极，使Q911工作在开关状态。当IC401的脚输出低电平时，Q920截止、Q912导通，由Q912 e极输出的电压经C941耦合、R962限流，使开关管Q911饱和导通。

22、来自主电源的51V电压经储能电感L906、Q911的D-S极到地，构成导通回路，回路电流在L906上产生左正右负的电动势。当IC401的脚输出高电平时，Q912截止、Q920导通，C941所充的电压通过Q920、D926、R960放电，使Q911截止。Q911截止期间，L906感应的左负右正的脉冲电压，与51V直流电压叠加后经D921整流。C482、C481滤波获得与行频成正比的供电电压B+通过行输出变压器T402的初级绕组-，为行输出管Q403供电。（3）B+电压控制 显示器在不同模式下。为了保证显像管高压不变和图像画面的稳定。二次电源电路输出的B+电压需要随行频的变化而变化。 当行频升高时

23、（将显示器设置在高分辨率下），行周期下降，因行逆程时间是一个常量，故行正程时间随之下降，因此，行输出变压器T402各个绕组上的脉冲电压下降。T402绕组上下降的行逆程脉冲经R730限流、D929整流，在C433两端产生的取样电压下降。该电压经R969、R968分压后，使输入到IC401脚的控制电压下降。经误差放大器放大后，再与脚输入的三角波信号比较，致使脚输出的驱动脉冲的占空比下降激励管Q414的c极脉冲占空比上升推挽输出管Q912、Q920的e极脉冲占空比上升二次电源开关管Q911的G极脉冲占空比上升，使Q911导通时间延长，L906储能增加，使得行输出供电电压上升到规定的电压值。当行频下降

24、引起行逆程脉冲电压升高时，控制过程相反。另外，该电路还具有稳压控制功能。当某种原因引起二次电源输出电压升高时。C433两端电压随之升高，经取样后使IC401脚输入的控制电压升高，通过内部的控制电路处理后，使开关管Q911导通时间缩短，L906储能减少，最终将输出电压降至设计的正常值。若输出电压下降，则控制过程与上述过程相反。（4）保护电路 1）尖峰吸收回路由良989、C955组成尖峰脉冲吸收电路，以避免在Q911截止期间，其D极上感应的尖峰脉电压过高而损坏Q911。2）静噪控制 开机瞬间或显示模式变换瞬间。微处理器IC101 23脚输出高电平（5V）静噪控制电压。该电压经D105、R420使Q

25、401导通，IC401脚变为低电平，B+电源停止工作。当机器进入稳定工作状态后，IC101 23脚变为低电平，使Q401截止，B+电源开始工作，静噪功能结束。3）行频失锁保护电路在开机或改变显示模式瞬间，引起行振荡器不能及时与行同步信号同步时，TDA4841PS内的行频锁定检测电路不能检测到已同步的识别信号，可能导致输出电压过高或引起行逆程脉冲过高，损坏行输出管等元件。为此，该机设置了行频失锁保护电路。其控制过程为：在行频失锁期间。TDA4841PS内的行同步失锁保护场消隐电路由其17脚输出高电平保护控制信号。该信号经D402限幅、R419和R420分压后，使Q401导通，TDA4841PS脚

26、的电位变为低电平，进而使脚无驱动脉冲输出，B+电源电路停止工作，避免了行频失锁带来的危害。4）高压过压保护 高压过压保护原理：利用行输出变压器次级一个绕组所产生的行逆程脉冲，经过整流、滤波得到取样电压，其值与高压成正比。当取样电压超过规定值时，保护电路工作。控制行振荡器停振或将行激励信号短路，使行扫描电路停止工作，关断高压，从而达到高压保护的目的。当B+电压的控制电路失控、行逆程电容失容、供电电压过高或行频低时，行逆程脉冲过高，导致C433两端的电压升高，经R416、R417和R418取样后的电压也升高，当IC401X射线保护信号输入端脚有6.4V以上的触发电压时，X射线保护电路动作，关闭IC401、脚的激励信号输出，使行扫描等电路停止工作，避免行输出管Q403等元件过压损坏。由于该保护电路采用锁定方式，所以保护电路动作后，保护状态将保持到下次开机前。在主电源正常的情况下，二次电源电路工作异常所产生的典型故障有：B+电压升高、二次电源开关管击穿、B+电压无输出等。