Характеристика, принцип работы, основные неисправности и способы их устранения блока питания жидкокристаллических телевизоров Samsung BN44-00192A

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Блок питания жк телевизоров Samsung BN44-00192A, который применяется в аппаратах, диагональ экрана которых 26 и 32 дюймов. Также разберём некоторые типовые неисправности этого модуля. Блок питания (БП) устройство, предназначенное для формирования напряжения, необходимого системе, из напряжения электрической сети. Чаще всего блоки питания преобразуют переменный ток сети 220 В частотой 50 Гц (для России, в других странах используют иные уровни и частоты) в заданный постоянный ток. Трансформаторные БП Классическим блоком питания является трансформаторный БП. В общем случае он состоит из понижающего трансформатора или автотрансформатора, у которого первичная обмотка рассчитана на сетевое напряжение. Затем устанавливается выпрямитель, преобразующий переменное напряжение в постоянное (пульсирующее однонаправленное). В большинстве случаев выпрямитель состоит из одного диода (однополупериодный выпрямитель) или четырёх диодов, образующих диодный мост (двухполупериодный выпрямитель). Иногда используются и другие схемы, например, в выпрямителях с удвоением напряжения. После выпрямителя устанавливается фильтр, сглаживающий колебания (пульсации). Обычно он представляет собой просто конденсатор большой ёмкости. Также в схеме могут быть установлены фильтры высокочастотных помех, всплесков, защиты от КЗ, стабилизаторы напряжения и тока. Достоинства трансформаторных БП: Простота конструкции, надёжность, доступность элементной базы.

Недостатки трансформаторных БП: Большой вес, металлоёмкость. Компромисс между снижением КПД и стабильностью выходного напряжения: для обеспечения стабильного напряжения требуется стабилизатор, вносящий дополнительные потери.

Импульсные блоки питания являются инверторной системой. В импульсных блоках питания переменное входное напряжение сначала выпрямляется.

Полученное постоянное напряжение преобразуется в прямоугольные импульсы повышенной частоты и определенной скважности, либо подаваемые на трансформатор (в случае импульсных БП с гальванической развязкой от питающей сети) или напрямую на выходной ФНЧ (в импульсных БП без гальванической развязки). В импульсных БП могут применяться малогабаритные трансформаторы -- это объясняется тем, что с ростом частоты повышается эффективность работы трансформатора и уменьшаются требования к габаритам (сечению) сердечника требуемым для передачи эквивалентной мощности. В большинстве случаев такой сердечник может быть выполнен из ферромагнитных материалов, в отличие от сердечников низкочастотных трансформаторов, для которых используется электротехническая сталь. В импульсных блоках питания стабилизация напряжения обеспечивается посредством отрицательной обратной связи. Обратная связь позволяет поддерживать выходное напряжение на относительно постоянном уровне вне зависимости от колебаний входного напряжения и величины нагрузки. Обратную связь можно организовать разными способами.

В случае импульсных источников с гальванической развязкой от питающей сети наиболее распространенными способами являются использование связи посредством одной из выходных обмоток трансформатора или при помощи оптрона. В зависимости от величины сигнала обратной связи (зависящему от выходного напряжения), изменяется скважность импульсов на выходе ШИМ-контроллера. Если развязка не требуется, то, как правило, используется простой резистивный делитель напряжения.

Таким образом, блок питания поддерживает стабильное выходное напряжение. Сравнимые по выходной мощности с линейными стабилизаторами соответствующие им импульсные стабилизаторы обладают следующими основными достоинствами: меньшим весом за счет того, что с повышением частоты можно использовать трансформаторы меньших размеров при той же передаваемой мощности. Масса линейных стабилизаторов складывается в основном из мощных тяжелых низкочастотных силовых трансформаторов и мощных радиаторов силовых элементов, работающих в линейном режиме; более высоким КПД (вплоть до 90-98%) за счет того, что основные потери в импульсных стабилизаторах связаны с переходными процессами в моменты переключения ключевого элемента.

Поскольку основную часть времени ключевые элементы находятся в одном из устойчивых состояний (т.е. либо включен либо выключен) потери энергии минимальны; меньшей стоимостью, благодаря массовому выпуску унифицированной элементной базы и разработке ключевых транзисторов высокой мощности. Кроме этого следует отметить значительно более низкую стоимость импульсных трансформаторов при сравнимой передаваемой мощности, и возможность использования менее мощных силовых элементов, поскольку режим их работы ключевой; с линейными стабилизаторами надежностью. (Блоки питания вычислительной техники, оргтехники, бытовой техники почти исключительно импульсные).Широким диапазоном питающего напряжения, недостижимым для сравнимого по цене линейного; наличием в большинстве современных БП встроенных цепей защиты от различных непредвиденных ситуаций, например от короткого замыкания и от отсутствия нагрузки на выходе.

Недостатки импульсных БП. Основной части схемы без гальванической развязки от сети, что, в частности, несколько затрудняет ремонт таких БП; Все без исключения импульсные блоки питания являются источником высокочастотных помех, поскольку это связано с самим принципом их работы.

Поэтому требуется предпринимать дополнительные меры помехоподавления. В распределённых системах электропитания: эффект гармоник кратных трём. При наличии эффективно действующих корректоров фактора мощности и фильтров во входных цепях этот недостаток обычно не актуален.

1. Разработка технической документации. Назначения и классификация блока питания (3-го поколения)

Дежурный источник питания представляет собой схему обратноходового преобразователя, который управляется ШИМ-контроллером ICB801S. Преобразователем, работающим на фиксированной частоте 55…67 кГц, формируется на выходе стабилизированное напряжение 5,2В и имеющее в нагрузке ток до 0,6А. Это напряжение обеспечивает питание процессора управления в дежурном режиме, питание микросхем ШИМ основного источника, а также питание PFС в рабочем режиме. Из дежурного в рабочий режим телевизор переходит путём формирования напряжения 5,2В посредством транзисторного ключа QB802.

Технические характеристики:

Напряжение питающей сети переменного тока, В 220±22. Выходное напряжение постоянного тока, 24 В.

Условия эксплуатации:

Блоки питания предназначены для эксплуатации в следующих условиях: Температура окружающего воздуха..... от +5°С до +45°С Относительная влажность воздуха при температуре 25°С не более 93% . Указания по эксплуатации. По бокам корпуса блока расположены отгибающиеся планки, за которые он может быть привинчен из к корпусу.

При работающей системе в блоке питания имеется опасное для жизни переменное напряжение 220В. Все монтажные и профилактические работы производите при отключенной от сети.

Комплектация.

- Блок питания 1 шт.

- Упаковочная коробка 1 шт.

Транспортирование и хранение.

Блок питания следует хранить в упаковке завода-изготовителя в закрытых помещениях с естественной вентиляцией при температуре воздуха от +5°С до +40°С и относительной влажности не более 80%. Коробки должны быть уложены в штабеля, высота штабеля не должна превышать 5 рядов. Блоки питания в транспортной таре можно перевозить любым видом крытого транспорта.

Гарантийные обязательства.

Гарантийный срок эксплуатации - 12 месяцев с момента продажи.

Схема блока питания на рисунке 1.

Рис. 1

2. Принцип работы блока питания 3-го поколения

Все компоненты данного блока питания расположены на одной плате. Внешний вид платы представлен на рисунке 2.

Рис. 2

Данный модуль функционально делится на несколько узлов:

-- Power Factor Correction (PFC) или корректор коэффициента мощности (ККМ); -- источник питания «дежурный»;

-- источник питания «рабочий».

Рассмотрим каждый узел в отдельности.

Корректор коэффициента мощности.

Этот узел устраняет гармонические составляющие тока во входной цепи, которые воспроизводятся выпрямительными диодами вместе с электролитическим конденсатором фильтра сетевого выпрямителя импульсного источника питания (ИИП). Эти гармонические составляющие негативно влияют на электросеть, поэтому производителей бытовой техники обязывают оборудовать свою продукцию устройствами PFС. В зависимости от мощности, данные устройства бывают активными и пассивными. В рассматриваемом нами блоке питания BN44-00192A, устройство PFС является активным. На рисунке 1 здесь PFС включается коммутацией напряжения М_Vсс на 8 выводе контроллера ICP801S одновременно с «рабочим» источником питания. Когда включен дежурный режим активный PFС не работает, так как напряжение +311В с диодного моста через диод DP801 поступает на конденсатор фильтра. Для фильтрации гармоник при малых нагрузках вполне хватает установленных входных фильтров. По сути, эти фильтры являются пассивными PFС. Источник питания «дежурный» Дежурный источник питания представляет собой схему обратноходового преобразователя, который управляется ШИМ-контроллером ICB801S. Преобразователем, работающим на фиксированной частоте 55…67 кГц, формируется на выходе стабилизированное напряжение 5,2В и имеющее в нагрузке ток до 0,6А. Это напряжение обеспечивает питание процессора управления в дежурном режиме, питание микросхем ШИМ основного источника, а также питание PFС в рабочем режиме. Из дежурного в рабочий режим телевизор переходит путём формирования напряжения 5,2В посредством транзисторного ключа QB802. Напряжение питания М_Vcc, при этом, поступает на ШИМ-контроллеры ICP801S и ICM801. Одновременно с этим запускается PFС и основной источник питания. Источник питания «рабочий» Рабочий источник питания реализован по схеме прямоходового преобразователя, который выполнен по полумостовой схеме. Данный источник на выходе формирует стабилизированные напряжения: 24В (питание инвертора подсветки), 13В, 12В и 5,3В для питания майна. Типовые неисправности. Теперь рассмотрим наиболее популярные дефекты данного блока питания.

К таковым относятся: -- неисправности конденсаторов вторичных цепей; -- образование кольцевых трещин (холодная пайка) на контактах транзисторов. К менее популярным неисправностям относятся следующие: -- выход из строя ключевых транзисторов QM801, QM802; -- обрыв резистора RM801 (это может произойти из-за неисправных конденсаторов во вторичных цепях); -- перегрев ключевых транзисторов (это происходит из-за неисправности конденсатора СМ801 по причине изменения частоты работы преобразователя). Cхем большинства телевизоров с ЖК экраном: Включениие LCD телевизора в сеть 220 В запускает импульсный блок питания, который начинает выдавать на аналогово-цифровой модуль SLT стабилизированные напряжения как правило таких значений: 3.3 В, 5 В, 12 В и 33 В. В модуле SLT процессор проводит самодиагностику, на предмет выявления неисправностей, и когда тест самодиагностики пройден, телевизор начинает работать в режиме STANDBY. Так он находится режиме энергосбережения, при котором остается запитанной только минимально необходимый набор элементов схемы. При поступлении команды с пульта дистанционного управления на датчик IR, а далее с датчика IR, детектированного кода команды на вход видеопроцессора, или при поступлении команды с клавиатуры, расположенной на передней панели телевизора на вход видеопроцессора, по шине I2C с видеопроцессора поступает команда о включении. Модуль SLT, предназначен для аналогово цифровой обработки видео и звукового сигнала, обработки сигналов с пульта дистанционного управления, управления включением и выключением вспомогательных напряжений, управления яркостью свечения ламп LCD матрицы, управления звука. Аналогово цифровой модуль содержит видео процессор, коммутатор видео сигналов, звуковой процессор, коммутатор синхросигналов, коммутатор сигналов RGB, формирователь строчных и кадровых синхроимпульсов, тюнер и фильтры на ПАВ. LCD матрица имеет цифровой вход с интерфейсом LVDS или TTL, в зависимости от её модели и лампы подсветки матрицы, от которых идут высоковольтные провода к питающему преобразователю.

Включившийся процессор начинает обмен информации с матрицей по интерфейсу LVDS или TTL, в зависимости от типа LCD матрицы. Если телевизор включен в режим TV, процессор посылает в блок Tuner по шине I2C код, соответствующий частоте нужного канала.

Тюнер настраивается на требуемую частоту, на его выходе появляется сигнал промежуточной частоты выбранного канала. Затем сигнал промежуточной частоты от тюнера проходит через фильтры на ПАВ, для разделения промежуточной частоты видео и промежуточной частоты звука которые поступают на видео процессор, в котором и происходит преобразование сигнала промежуточной частоты видео в сигналы цветов RGB. В TV режиме сигналы RGB поступают через коммутатор на вход процессора.

Видеопроцессор выделяет из видео промежуточной частоты строчные и кадровые синхроимпульсы, которые поступают на формирователи синхроимпульсов HF и VF - горизонтальной и вертикальной развёртки. После формирователей синхроимпульсы поступают на коммутатор. Процессор преобразовывает входные сигналы RGB в цифровой код и передает их по интерфейсу LVDS или ТТL на матрицу LCD, которая уже отображает видео. Звуковой сигнал ПЧ поступает на вход звукового процессора, а уже с его выходов сигнал звука правого и левого каналов поступает на входы УНЧ.

Аналого-цифровой модуль SLT имеет входы внешних аудио и видеосигналов. При включении телевизора в режим видео, видеосигналы переключаются коммутатором и подаются на вход CVBS/Y и вход C видеопроцессора, а звуковые сигналы правого и левого каналов, подаются на соответствующие входы звукового процессора. При включении режима RGB, сигналы RGB поступают сразу на входы видеопроцессора. При выборе режима VGA сигналы RGB с разъема VGA коммутатором переключаются на входы RGB процессора.

Горизонтальные и вертикальные синхроимпульсы с разъема VGA коммутатором переключаются на соответствующие входы процессора и происходит декодирование сигнала VGA который передается матрице. При включении видеовхода в режим DVI цифровые сигналы со входа DVI поступают прямо на соответствующие входы процессора. Он декодирует данный сигнал DVI и передает его матрице.

3. Расчет. Проверка рабочих напряжений

Когда включен дежурный режим активный PFС не работает, так как напряжение +311В с диодного моста через диод DP801 поступает на конденсатор фильтра. При частоте 55…67 кГц = 5,2В , 24В (питание инвертора подсветки) = 13 В., 24В (питание инвертора подсветки) = 12 В., 24В (питание инвертора подсветки) = 5,3 В. Внимательно осмотреть монтаж печатной платы через увеличительное стекло. Печатные проводники не должны иметь трещин и ложных паек (ложную пайку иногда можно выявить как кольцеобразную трещину вокруг вывода детали). Проверить предохранитель, стоящий перед сетевым фильтром (номинал - 4 А) и при его неисправности заменить на аналогичный исправный. Применение всякого рода «жучков» чревато «выгоранием» гораздо более дорогостоящих, нежели предохранитель, элементов. Если предохранитель опять сгорит, значит неисправность находится где-то глубже.

Проверить ("прозвонить" омметром) высоковольтный выпрямитель, высоковольтный фильтр и высоковольтный ключ. Конденсаторы высоковольтного фильтра, разумеется, не должны иметь внутренних замыканий или обрывов. С помощью осциллографа и пробника - делителя 1:10 желательно посмотреть форму выпрямленного напряжения на высоковольтных конденсаторах. При номинальной нагрузке двойная амплитуда пульсаций не должна превышать 5 В.

Следует иметь в виду, что транзистор (иди транзисторы) высоковольтного ключа между коллектором и эмиттером могут иметь встроенный защитный диод. Визуально определить транзисторы высоковольтного ключа не сложно: они имеют относительно большой корпус, помещены на радиаторе, у места подпаивания их выводов на печатной плате нанесены буквы "В", "С", "Е" (база, коллектор, эмиттер).

Следует также проверить внешние защитные диоды, которые могут быть подключены к выводам коллектор-эмиттер транзистора. Транзистор можно однозначно считать неисправным, если сопротивление коллектор-эмиттер мало или равно нулю в обоих направлениях.

Проверить каналы +5 В, +12 В, -5 В, -12 В. Чтобы проверить каналы +5 В и +12 В, необходимо измерить сопротивление их выходов (шина +5 В и общий, шина +12 В и общий). Проводник +5 В имеет обычно красный цвет, проводник +12 В - желтый цвет, общий - черный. Сопротивление выхода должно быть больше 100 Ом. Если оно намного меньше или равно нулю, то, скорее всего, пробиты один или два диода в выпрямителе соответствующего канала. Выпрямители (два диода, соединенные катодами) помещены в трехвыводные корпусы, их можно отличить по маркировке - символическому изображению двух диодов, включенных встречно. Выпрямители также помещены на радиаторе (часто общем для них и транзисторов высоковольтного ключа). Перед установкой выпрямителей следует проверить целостность изолирующих прокладок.

Аналогично можно проверить каналы -5 В и -12 В. Выпрямители в них обычно собраны на двух дискретных диодах. Если применены интегральные стабилизаторы 7905 и 7912, следует измерить сопротивление и на их входах (должно быть более 100 Ом). Закоротить выход канала могут и конденсаторы фильтра, что, однако, встречается довольно редко.

Проверить линейку компараторов. Руководствуясь структурной схемой и цоколевкой (рис.3), измерить напряжение на входах и выходах компараторов. Если напряжение на неин-вертирующем входе больше, чем на инвертирующем, то выходное напряжение должно быть около 4,9 В, если наоборот -то значительно меньше.

Проверить ШИМ-контроллер.

Сначала необходимо измерить напряжение питания микросхемы (выв.12), которое должно составлять 10 -15 В (по ТУ допускается 7-40 В). Если этого напряжения нет или оно сильно снижено, следует перерезать дорожку печатной платы, идущую к выводу 12, и вновь провести измерение. Если напряжение появится, значит, микросхема неисправна и подлежит замене. Если же напряжение не появилось, следует проследить эту цепь дальше. В некоторых моделях это напряжение получается из маленького трансформатора, подключенного к высоковольтному выпрямителю; к его вторичной обмотке со средней точкой подключен двухполупериодный выпрямитель и фильтрующий конденсатор.

Далее проверить выход опорного напряжения (вывод 14), которое должно быть +5 В. Это напряжение используется для подачи через резистивные делители на входы компараторов. Если оно превышает номинальное более чем на 10% или равно напряжению питания, микросхема подлежит замене. Если опорное напряжение меньше номинального или равно нулю, следует обрезать дорожку на печатной плате, ведущую к выводу 14. Если после этого оно повысилось до номинального, неисправность находится вне микросхемы, если не изменилось -микросхему необходимо заменить.

Подключить щуп осциллографа к выводу 5 микросхемы. На нем должно быть пилообразное напряжение амплитудой около 3 В и частотой несколько десятков килогерц. Если имеются искажения или слишком мала (велика) частота, следует проверить навесные элементы генератора: конденсатор, подключенный к выводу 5 микросхемы, и резистор, подключенный к выводу 6. Если эти элементы исправны, микросхему придется заменить.

Заключения

электрический преобразователь импульсный контроллер

Блок питания жк телевизоров Samsung BN44-00192A, который применяется в аппаратах, диагональ экрана которых 26 и 32 дюймов. При работающей системе в блоке питания имеется опасное для жизни переменное напряжение 220В. Все монтажные и профилактические работы производите при отключенной от сети. Печатные проводники не должны иметь трещин и ложных паек (ложную пайку иногда можно выявить как кольцеобразную трещину вокруг вывода детали). Следует также проверить внешние защитные диоды, которые могут быть подключены к выводам коллектор-эмиттер транзистора. Транзистор можно однозначно считать неисправным, если сопротивление коллектор-эмиттер мало или равно нулю в обоих направлениях.

Размещено на Allbest.ru