松下PDP扫描显示电路工作原理.doc
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1、 松下42PV70C屏扫描电路分析与维修 吴善龙松下各型号PDP电视机中,屏扫描驱动电路大体小异,特别是60、70系列与80系列更为相近,因此本文稿适用于以上三种机型。一、 SC是扫描(SCAN)的意思,特指扫描电路板,它是对屏幕进行垂直方向扫描,同时与SS板合作完成屏幕放电发光的驱动、预放电、电极表面残余电荷的清除,与C板(数据驱动电路板)合作完成屏幕像素点的寻址。可见SC板功能、用途最多,因此SC板电路也最为复杂。三星、LG、日立等PDP电视机中称之为Y板。SC板内部的电源电路分析:SC板输出的扫描波形形状极为复杂,为了使PDP屏幕正常放电发光显示图像,输出的波形含有多种电平成份,这就需要
2、多种电源电压。每种电源电压之间并不是共同的同一个地(参考点),而是互为悬浮迭加的关系,这给分析电路工作带来了很大麻烦。SC板常见的电源电压有:VSUS、VAD、VSET、VSCN、+15V、+5V。见附图:42PV70C SC板电路图。SC板内部最大的电路特点:就是由很多个电子开关控制多种电压迭加产生SC波形。这些电子开关是在A板(或是D板)产生的时序脉冲控制下进行开/关动作。SC板内电源电路分析:1、 VSUS、+15V、+5V电源是由P板产生送到SC板的,三个电源电压的参考点(即电路的地)都是以机壳为地(在PDP电视机内,机壳地与屏幕铝板相连),也称为冷地。冷地是指当人用手触摸该接地点时,
3、人不会有触电的感觉。机器内的冷地到地球表面大地的电压为0V。热地是指该参考点(即电路的地)到地球表面的大地间有电压,当人用手触摸电路的热地时,会被触电。热地也称为悬浮地,是因为热地到机壳地之间有电压,热地到机壳地之间有一定的电压,因此称为悬浮地。VSUS电源电压的负极接机壳(即冷地),正极到地是189V。2、 +16V_F电源:这个电源的电压值是16V,后缀F:是英文单词float漂浮的缩写。说明这个电源的地不是接在机壳地(屏幕铝板)上,而是接地浮动的地上(见下面讲述的IC6791电路),也就是说这个电源电压是迭加在另一个电压之上。经过仔细查看电路发现:+16VF是迭加在VAD(-105V)电
4、源电压之上的(-105V电源电压的正极接机壳地,+16V-F电源电压的负极接在-105V电源电压的负极之上)。这个电压经过D6721降压之后,成为15VF电源。15VF电源同时加到两个5V三端称压块:见下图所示:IC6725、IC6724,这两个IC输出的5V电压称为+5V-F,主要给光耦和脉冲缓冲器IC6721、IC6722供电。16V-F电源电压的产生:见下图所示:是由+15V电源电压,+15V电源的地是以机壳为地。经过IC6791(共12个引脚的IC)直流-直流变换得到的。这是一个开关电源厚膜集成电路,集成度很高,全部元件都集成在IC内部,IC外围只有三个滤波电容。从4、5脚输入+15V
5、电源,这个15V电源是以屏幕铝板为地(即冷地)的。在内部经直流-直流电压变换并隔离初次级的接地后,从11、12脚输出16V-F电源,9、10脚是16F-F电源的接地端,但这个接地端没有接机壳地(屏幕铝板地),而是接在VAD(-105V)电源的输出端上。3、 VSET、VAD、VSCN这三个电源电压,均是由IC6803产生的。这是一个9脚开关电源IC,以VSUS电源为供电。外配开关电源变压器T6602、光耦PC6801、误差电压放大IC6801。该IC的3脚接地,2脚是稳压反馈输入端,2脚电压的高低,将控制开关电源输出电压的高低,这是稳压控制输入端。9脚内部是大功率开关管的D极,接T6602的初
6、级绕组6脚,该绕组的另一脚(7脚)接VSUS电源。5脚内部是大功率开关管的S极,经三个并联的1.5欧电阻接地。该电阻即是限流保护电阻,也是开关管过流取样电阻。该IC的7脚接VSUS电源作为开关电源内部振荡器的启动电源。T6602:109绕组产生的感应电压一方面经D6809整流后加到IC6803:4脚,作为IC内部振荡器的工作电源。另一方面经R6808、C6805、R6802加到IC的1脚,作为振荡控制脉冲。VAD电压产生电路:T6602:45绕组产生的感应电压,经D6804、C6813整流滤波,在C6813上得到上正下负的-105V的电源电压,由于电容的上端(正极正电压)接地,所以C6813下
7、端输出的是-105V电源,该输出的电压加到稳压电路的分压取样电阻:R6812、R6813、VR6600、R6814。在VR6600中心头取样输出的电压,加到误差放大IC6801的控制极,K端输出的经放大的误差电压控制光耦PC6801内发光管的导通深度,从而控制PC6801内光敏三极管的内阻大小,进而控制IC6803:2脚的电压,达到稳定T6602次级输出电压的作用。4、 VSCN电压产生电路:T6602:3、5脚产生的感应电压,经D6841、D6804整流、C6841滤波,在C6841上得到大于145V的VSCN电源电压,注意:在上图中可以看出,C6841上的电压即是VSCN电压,这个电压的负
8、极不是接地,而是接在VAD(-105V)之上的。也就是说:这个VSCN(145V)电源电压,是指VSCN电压输出端到VAD电源输出端之间的电压值。VSCN:145V并不指到机壳地间的电压,而是VSCN输出端到VAD输出端之间的电压,那么VSCN输出端到机壳地(铝板地)的电压是多少呢?VSCN输出端到地的电压值=VSCN+VAD=145V+(-105V)=40V。通常情况下(不做特殊说明)说的都是VSCN电压值是145V。在检修中用电压表测量电压时,若把电压表负笔接在PDP屏铝板上,正表笔接VSCN测试点,测得到的数值如果是40V,则VSCN电压是正确的。在测量时,若把电压表负笔接在VAD测试点
9、上,正表笔接在VSCN测试点,如果测得的电压值为145V,则VSCN电压是正确的。为了保证PDP屏幕正常发光,对VSCN电压值精度要求是很高的。为了确保这个电压值准确,特设计一个线性稳压电路,由以下元件组成:线性调整管Q6841,误差放大IC6841、取样电路R6849、R6850、R6851、R6852。在R6852上分得的取样电压,加到误差放大IC6841的控制极,从K极输出放大后的误差电压,经Q6842放大后推动调整管Q6841,使输出的145V电压保持稳定。5、 VSET电压产生电路:把VSUS电源电压加到T6602:2脚,T6602:1、2绕组输出的感应电压,经D6806整流、C68
10、04滤波得到的这一电压,与2脚输入端的VSUS电压串联,在C6804的正极到地就得到了稳压前的VSET 电压。PDP屏幕放电时,对VSET电压的精度要求很高,因此在C6804的后面设计了一个线性稳压电路,Q6821是调整管,IC6821是误差放大IC,分压取样电路:R6825、R6826、R6827、R6797、R6828。在R6828上分得的取样电压,加到IC6821的控制极,从K端输出放大后的误差电压,经Q6822电流放大后,去推动调整管Q6821,使之输出的VSET电压稳定不变。标准的VSET电压是330V。6、 VSET2电压产生电路:见下图所示:它是由16V-F电源变换得到。图中IC
11、6802是三端可调稳压电路,与R6815串联,得到VSET2电压。R6816、R6817的分压比,决定VSET2电压值的高低。从下图可见:VSET2电压也是悬浮在VAD电压之上。因为VSET2是由VAD、16V-F电压为基础产生的,因此,如果这两个电压中的任何一个电压变得异常,都会导致VSET2电压异常。二、 SC板内的保护电路:SC板内的电路工作在高电压、大电流状态,出现故障如果不及时保护,就会烧毁大量的元件。甚至把PDP屏幕损坏。另外,要想让PDP屏幕正常发光显示正常图像,就要求各个电压保持准确,如果SC板内的各个电源电压稍有偏离,就会造成花屏、闪烁。因此设计全面的、动作灵敏的保护电路非常
12、重要。1、 中点电压保护:PDP屏幕内部放电、发光、显示图像时,是在整个屏幕全部像素的扫描电极与维持电极间进行的,扫描电极与维持电极在每个像素内是成对、平行排列的。因此这两个平行电极间(PDP屏幕)等效成一个耐压高、容量很大的电容,加给PDP屏幕SC(扫描电极)、SS(维持电极)两个电极间的驱动方波是一个互为反相、交流的方波,这个方波的周期是5us,频率是200KZ、方波的幅度是200VP-P。扫描电极与维持电极间构成推挽驱动PDP屏幕放电发光。因为PDP屏幕等效成一个较大的等效电容,因此,SC电路板或SS电路板输出正波峰时,VSUS电压作为电源电压要对PDP屏幕上的电容充电,即此时PDP屏上
13、充有很多的电能,在SC电路板、SS电路板输出负波峰时,已充电的PDP屏幕等效电容要通过SC、SS电路板到地放电。PDP屏幕放电时,如果直接放电到地,则PDP屏幕电容上储存的电能不作功而放掉,就会产生很大的电能消耗,为此,在SC、SS板的电路中,都设计有能量回收电路。即PDP屏幕等效电容放电时,把PDP屏幕上的电量放入到SC、SS电路板内能量回收电容中贮存起来。等到SC、SS电路板要对PDP屏幕充电时,再把能量回收电容上的电能充入(返回)到屏幕等效电容上,这样就不必完全从电源中吸取能量对PDP屏幕充电。这样就减小了电视机整机的电源功率消耗。在PDP屏幕正常工作时,能量回收电容上贮存的电压值是VS
14、US电压的一半,称之为中点电压,简称:V0。因此,V0电压值的高低即能反映SC、SS板工作是否正常。如果检测到V0电压远高于VSUS/2电压,或是远低于VSUS/2电压,就说明SC、SS板故障。由上分析看出:V0电压不能过高,也不通过低,应接近或等于VSUS电压的一半。这样,设计一个窗口电压比较器,就可以检测SC、SS电路板是否有故障。设计的思路是:利用电阻串联分压电路(多于三个电阻串联),从分压电路的上端先取得一个略高于VSUS/2的电压,作为窗口电压比较器的上门限电压,再在分压电路的下端取得一个略低于VSUS/2的电压,作为窗口电压比较器的下门限电压。把SC、SS板内的能量回收电容上的V0
15、电压,加到窗口电压比较器的输入端进行比较,当V0电压高于上门限电压,或是V0电压低于下门限电压时,比较器输出低电平,加到一个三极管倒相电路的基极,倒相三极管C极就会输出高电平,这个高电平表示SC、SS电路板有故障。当V0电压低于上门限电压,高于下门限电压,即V0电压位于窗口电压范围之内时,比较器输出高电平加到倒相三极管基极,倒相三极管C极输出低电平,这个低电平表示SC、SS电路板工作正常。当中点电压不正常导致倒相三极管输出高电平(发生保护)时,面板上的发光二极管会发生红灯闪6下指示。称之为SOS6。实际的SC板SOS6保护检测电路电原理图见下图所示:C0上的中点电压V0自D6583正极加入,经
16、发光管D6583、R6582、R6583、R6584分压后,同时加到IC6581的6脚、3脚。IC6581内部有2个电压比较器组成窗口电路,R6585、R6586、D6584构成串联分压电路,D6584的稳压值是5.1V,该电压加到IC6581:2脚(比较器1的负输入端)。R6586上分压4V,则5脚(比较器2的正输入端)到地电压为9V,V0的取样电压加到比较器1的正输入端、比较器2的负输入端。当V0大于98V时,则V0取样电压大于9V,此时IC6581的6脚负输入端电压高于5脚正输入端电压,按比较器的特点,此时7脚将输出低电平。该低电压加到Q6581基极,该三极管截止,C极输出高电平,经隔离
17、二极管D6585输出。CPU收到这一高电平信号后,就会判断SC板故障,进入保护关机程序,同时面板上红灯闪6下。当V0低于53V时,V0取样电压就会低于5.1V,此时比较器1的正输入端3脚电压低于负输入端2脚电压,根据比较器的特性:此时比较器1的输出端1脚电压将为低电平,该低电平经三极管Q6581倒相,从C极输出高电平,经D6585输出去送到CPU输入端。CPU据此判断SC板故障。红灯闪6下。D6583是发光二极管,SC板正常工作时,能量回收电容上才会有二分之一的VSUS电压(大约70V),这个电压加到发光二极管D6583的正极,肯定会使该发光管发光,因此判断SC板是否工作时,可以看SC板上的发
18、光二极管是否发光,一看就知道。当IC6581外围的电容或是电阻有变质时,就会引发保护红灯闪6次。此时只要把D6585断开,再开机就可知道故障是否是误保护。另外通过测IC6581各脚电压也可以知道故障原因。在实际检修中发现:SOS6电路误保护的实例很多,主要发生在高温、潮湿的夏季,在分压取样贴片电阻R6582、R6583、R6584的下表面与电路板间,有粘接剂,在夏季这个电阻体下表面的粘接剂极易受潮导致电阻变值,引发误保护,只要把这三个电阻拆下,清洗干净,重新装回即可。也有很多是D6584、D6585、C6582等外围分立元件损坏导致故障。只要在保护时检测D6585正极如果出现高电平,则是出现了
19、保护动作。 2、SC板内5V-F电源的检测、保护电路:前面已讲过,IC6724是一个三端5V稳压器。输入的是15V-F电压,输出的是5V-F电压,给IC6721、IC6722脉冲缓冲放大器供电。5V-F电源,是对整机冷地(屏幕铝板)悬浮的电源,它是悬浮在VF-GND之上的。相关保护电路见图所示:上图中,顶部的黄色粗线是来自IC6724的5V-F电源电压,R6471上端接5V-F电压,R6472下端接地(悬浮地),R6471、R6472分压后,分得1.5V电压,加在IC6471的基准端4脚。IC6471是一个误差比较放大器,当4脚为1.5V电压时,内部的开关管导通,把3脚拉成低电平1V。这使光耦
20、PC6480内发光管导通,光敏管也导通,PC6480:4脚变成0V电平。加到下面图中的IC6472:2脚:IC6472是一个与门电路,有两个输入端,分别是A输入端2脚和B输入端1脚。1脚是输入来自电视机主板(D板或A板)的驱动复位电压AA-DRV-RST。电视机正常工作时,该电压为5V。5脚为电源端,4脚为与门输出端。与门电路的特点是:两个输入端,只要有一个输入端是低电平,输出必定是低电平。现在B输入端为高电平,而A输入端为低电平,所以输出端4脚必定是低电平0V。这个低电平一方面使D6480没有高电平输出,因此不会进入红灯闪7(SOS7)下的SC板保护,二是主停止端MAIN STOP为0V,加
21、到逻辑脉冲缓冲放大IC16562的使能端19脚,使IC16562进入正常工作状态。当5V-F电源下降低于5V时,IC6471:4脚电压小于1.5V,3脚内的开关管截止,光耦PC6480也截止,光耦的C极4脚为高电平,使IC6472的2脚为高电平,此时,与门IC6472的A、B输入端都是高电平,输出4脚也变为高电平,一方面通过D6480输出高电平,产生SC板保护电压红灯闪7下,二方面把这一高电平加到IC16562:使能端19脚,使该IC停止输出。SC板全面停止工作。3、VAD电源电压异常检测:有关电路见下图所示,这也是一个窗口电压比较器。最底部的黑线是VAD电压线。所以双比较器IC6871的接地
22、脚4是以VAD电压为地的。电源电压是16V-F,也就是说16V-F电源是悬浮在VAD电源之上的,16V-F电源的负端接在VAD(-105V)之上的。VAVVAD电源的正端接铝板地(整机地),负端输出-105V电压,所以测试点VAD到地的电压是-105V。上图中的IC6871内是双比较器,这也是一个窗口电压比较器,1、2、3脚内是第一比较器,5、6、7脚内是第二比较器。当VAD电压在负91V-负120V之内时,检测电路不输出高电平的保护信息。当VAD低于91V,或是高于120V时,检测电路输出高电平的保护电压,去加到电视机主板CPU,进行保护关机,同时面板上的红灯闪7下。图中稳压管D6871的稳
23、压值是5.1V,R6876上分得电压是1.6V,则IC6871的2脚电压是5.1V,5脚电压是6.7V,VAD电压的分压取样电路是R6871、R3872、R6873、R6874。当VAD是-105V时,R6874上分得的电压是5.75V。这一电压同时加到两个比较器的输入端6脚和3脚。因为3脚(比较器正输入端)电压是5.7V,2脚(比较器负输入端)电压是5.1V,根据比较器的特性可知,此时1脚输出高电平。再看第二比较器:6脚(负输入端)为5.7V,5脚正输入端为6.7V,根据比较器的特性,此时7脚输出高电平。因为1、7脚同时输出高电平,这使光耦PC6871发光管的负端为高电平,发光管截止,光耦内
24、的光敏三极管也截止,D6872不输出高电平的保护信号。当-105V偏高或是偏低太多时,窗口比较器的6脚、3脚就会高于6.7V或是低于5.1V,此时7脚或是1脚就会输出低电平,光耦内发光管发光,光敏三极管导通,PC6871的3脚输出高电平,经R6879、D6872输出高电平加到主板CPU保护输入端,发生红灯闪7下保护关机现象。当16V-F电源电压升高超过21V时,稳压二极管D6791击穿导通,高电平加到Q6791的基极,该管C极变为低电平,从而使把IC6871的3脚拉到低电平,1脚变为低电平,光耦PC6871导通,输出高电平保护灯闪7下。4、VSCN电压异常保护:见图所示。VSCN电压自上图中顶
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