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优秀论文
液晶电视机黑屏故障的分析与维修
2015-12-10 15:56:10 来源: 作者:杨文斌 【 】 浏览:2004次 评论:0

牙克石市0004职业技术学校  杨文斌

(此文发表于科学中国人1.5版)

内容摘要:随着家用电子产品制造技术的发展,液晶显示器件以其轻薄、低耗、高清等众多优势广大用户的支持。在当今的图像显示器领域,等离子显示设备、CRT显示设备正快速退出民用市场,液晶显示设备已占领了90%以上的彩色电视机及彩色显示器市场,使用CCFL背光技术的第一代液晶彩电目前已进入故障的高峰期。本文分析了CRT与LCD彩电在工作原理上的异同点,梳理出CCFL背光型液晶彩电的故障分析方法和检修思路。

关键词:LCD,CCFL,黑屏,过流保护,过压保护,开关电源,检修思路

引言

维修实践中,液晶电视机黑屏故障是最为常见的现象,这种故障范围很广,电源、主板、背光驱动都在可疑范围之内,很多液晶维修新手借鉴以往维修CRT电视机的经验也不能解决问题时,就束手无策。主要的原因是未能整体把握液晶显示原理、液晶电视的功能架构、以及相关的工作信号流程,只要认清各组件电路之间的关系,掌握各部分电路正常工作所需要的内、外部条件,那么液晶电视的维修也并不太难。为帮助维修人员认识液晶电视的基本工作原理,梳理检修思路,下面将结合LCD的基本工作原理以及康佳LC-TM3719液晶彩电线路为例,阐述液晶彩电黑屏故障的一般检修方法,供大家参考。

一、了解LCD显示的基本原理

   LCD是液晶显示屏(Liquid Crystal Display)的英文缩写,它是利用液晶分子在外加电场作用下排列方式发生相应变化,进而改变穿透液晶的光线的角度,再通过偏光板的选向作用,实现对透射光的亮暗控制。LCD是一个大家族,而家电数码产品中广泛应用的TFT(薄膜晶体管)LCD类型仅仅是其中的一种,它是在两片玻璃板之间封入液晶,在下玻璃板上配制上扫描线与寻址线(即行、列线)将其组成一个矩阵,在其交点上再制作TFT有源器件和像素电极。如果是彩色显示,还要在微细加工方式制作上与下面矩阵像素对应的R(红)、G(绿)、B(蓝)三种颜色的滤色膜,最后将其上与下玻璃基板对齐、封盒、灌注、堵孔等一系列工艺制成液晶片。因为液晶本身不发光,必须要靠调制外界光才能达到显示目的,所以在LCD显示屏模块中就必须有发光的装置。目前市场上常见的LCD电视或LCD显示器采用的背光源主要有CCFL(冷阴极荧光灯)和LED(发光二极管)两种方式。发光的CCFL灯管或LED阵列通过特殊的导光板和匀光板,使其与液晶片大小一致,紧贴于液晶显示面板,用作背景光,从而达到显示图像的目的。通过调节背光灯亮度或者调节液晶片中的薄膜晶体管的导光度从而达到调节图像亮度、对比度的目的。两种背光源在工作原理上具有较大的差别,显著的普遍性特点是,CCFL需要用高压驱动,而LED采用直流低压驱动。图4 采用CCFL背光技术的LCD屏拆解图  图5采用LED背光技术的LCD屏拆解图

二、了解LCD电视机与传统CRT数字电视机的主要区别

   液晶电视维修首先必须把基础知识学好,因为液晶电视与CRT电视相比有很多新的电路和新的维修技术。如果在液晶电视维修中掌握了液晶电视与CRT彩电的异同点,就能将CRT彩电检修方法用于液晶电视维修,并做到准确快捷地确定所维修的液晶电视的故障范围。与CRT显像管不同,由于液晶本身不能主动发光,因而需要一个光源在屏背进行照射,通过液晶屏的透光来实现画面处理,因此液晶电视机相对于CRT电视增加了背光灯电路模块,驱动背光灯在液晶电视工作时点亮。液晶电视机的液晶屏一般与背光灯升压板组装到一起,统称为"液晶屏组件"。典型的液晶电视机的背光源由背光灯管及背光灯管升压电路组成,新式的液晶电视机则采用LED背光阵列(条)及LED驱动电路组成。逻辑板(也称"TCON"板)的功能类似于CRT电枧的视放板,负责把数字板送来的信号转换成屏能够识别的控制信号,屏上电路对主板送来的信号进行处理,将其转化成控制液晶屏中的液晶分子扭曲度大小的控制信号,从而控制背光源穿透各个象素单元的光线多少,在阵列式驱动电路作用下,在屏幕上显示出每帧的电视画面。图像公共通道电路、伴音电路、视频信号处理电路等的故障检修方法与CRT电视机的检修方法大致相同。从实际的维修经验来看,液晶电视机的逻辑板功能相当于CRT电视机中的视放板,而屏上电路中的转换电路及行列驱动电路相当于CRT电视机中的行场扫描电路,加上液晶电视机的背光源驱动电路以及开关电源,组成了液晶电视机四大故障高发区。

三、典型液晶电视机的电路构成

   典型的液晶电视机控制电路结构如图8所示,它主要由电视信号接收电路、伴音信号处理电路、数字视频处理电路、显示屏控制与驱动电路、系统控制电路、开关电源电路、背光灯电路等七大功能模块组成。系统控制电路作为整个液晶电视机的控制核心,通过I2C总线以及相关控制线路对各个单元电路及功能部件进行控制,确保电视节目的正常播放。电视信号接收电路主要由高频头、中频信号处理电路组成,主要实现电视信号的接收、解调与分离;伴音信号处理电路主要由音频处理电路、音频功放电路、耳机放大电路、音频选择控制电路等组成,主要实现音频信号的信源切换、解码、放大等功能;数字视频处理电路主要由视频解码器、数字视频处理器、视频图像增强处理器、图像存储器等组成,其作用主要是对模拟或数字视频信号进行模数/数模转换、解码、数字化加工等工作;显示屏控制与驱动电路主要由时序转换电路、列驱动电路、行驱动电路等组成,主要的功能是接收数字信号处理电路输出的LVDS信号,并把串行传输的数据流转换为并行数据,利用时序转换电路把数字图像信号进行分解、重组为液晶行、列驱动电路所需的控制信号、数据信号和辅助信号,分别送往行、列驱动电路控制液晶面板显示相应的视频图像。开关电源液晶电视的各功能电路提供工作所需的+5V、+12V、+24V等多路主工作电源,再通过DC/DC直流变换电路得到各控制芯片所需的特殊工作电压。而背光源控制驱动电路的功能则是利用逆变电路产生点亮CCFL背光管的千伏高压,又或者通过多通道恒流电路驱动LED背光阵列发光。

四、电源板故障引起的液晶电视黑屏故障检修流程

   由于液晶电视机的开关电源种类众多,原理结构不尽相同,这里以康佳LC-TM3719采用的STA200TV型开关电源板为例,重点梳理一下该型开关电源的检修思路与方法。如果开机的瞬间主开关电源有电压输出,然后降到OV,则说明过电压、过电流保护电路启动。由于保护电路具有自锁功能,要想解除保护再次开机,必须关掉电视机电源,待副电源的+5VSB电压泄放后,方能再次开机。检修时首先测量关键点电压,判断是否保护。方法是,测量保护电路的Q8的b极电压,该电压正常时为低电平OV。如果开机时或发生故障时,Q8的b极电压变为高电平0.7V以上,则由R65、Q7、Q8、C54、C55等组成的模拟晶闸管保护电路即启动。通过光藕U5A控制Q5由导通变为截止,开关脉宽控制芯片的14V电源VCC1被切断,主电源停止输出。要判断是哪个检测电路引起的保护,方法是,在开机后、保护前的瞬间通过测量D15、D21、D20的正极电压,如果D15的正极电压为高电平,则是+12V、+24V过电压保护检测电路引起的保护,重点检查可能引起过电压保护的稳压控制电路的取样电路R54、R53,误差放大电路Ull,光耦合器U4。如果输出的+12V、+24V电压正常,则检查过电压保护检测电路;如果D20的正极电压为高电平,则是+12V过电流保护检测电路引起的保护,重点检查+12V负载电路或其过电流检测电路;如果D21的正极电压为高电平,则是+24V过电流保护检测电路引起的保护,重点检查+24V负载电路或其过电流检测电路。确定保护之后,可采解除保护的方法,开机测量开关电源输出电压和负载电流,观察故障现象,确定故障部位。为了防止开关电源输出电压过高,引起负载电路损坏,建议先接假负载测量开关电源输出电压,在输出电压正常时,再连接负载电路。  

结束语

   随着人民生活条件的不断改善和LCD显示技术及制造工艺的不断成熟,液晶彩色电视机的市场占有量在迅速扩大,第一代的CCFL背光LCD彩电目前已大量进入故障高峰期。随着彩色电视及电脑显示器的“去CRT化”,旧有的CRT彩电维修技术已赶不上维修工作的现实需要。随着显示技术向超大屏幕、LED背光、网强化、智能化的方向发展,市场对家电维修人员提出了更高的要求。主要体现在以下几个方面:1.具有扎实的专业基础知识;2、具有较强的自学能力;3、具有较强的外英阅读能力;4.具有嵌入式系统的基本知识;5.具有一定的网络及通信基础知识。这就要求我们要不断学习,不断更新知识,在实践过程中不断提高专业知识与维修技能。

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编辑:树根
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