液晶显示器功能电路分析与检修

第5章液晶显示器开关电源电路检修

实训

5.1开关电源电路的组成及工作原理

液晶显示器电源电路的功能主要是将220V市电转换成液晶显示器工作需要的各种稳定的直流电，为液晶显示器中的各种控制电路、逻辑电路、控制面板等提供工作电压，其工作的稳定性直接影响液晶显示器能否正常工作。

5.1.1液晶显示器开关电源电路的结构

液晶显示器开关电源电路主要产生+5V、+12V 的工作电压。其中，+5V 电压主要为主板逻辑电路、操作面板指示灯等提供工作电压；+12V 电压主要为高压板、驱动板等提供工作电压。

开关电源电路主要由滤波电路、桥式整流滤波电路、主开关电路、开关变压器、整流滤波电路、保护电路、软启动电路、PWM 控制器等组成。如图5-1所示为液晶显示器开关电源电路板。

220V交流电输入

交流滤波电路

图5-1 液晶显示器电源电路板

其中，交流滤波电路的作用是消除市电中的高频干扰（线性滤波电路一般由电阻、电容和电感组成）；桥式整流滤波电路的作用是将220V 交流电变成310V 左右的直流电；开关电路的作用是将310V 左右的直流电通过开关管和开关变压器后，变成不同幅度的脉冲电压；整流滤波电路的作用是将开关变压器输出的脉冲电压经过整流和滤波后变成负载需要的基本电压5V 和12V ；过压保护电路的作用是尽量避免因负载异常或其他原因导致的开关管损坏或开关电源损坏；PWM 控制器的作用是控制开关管的切换，根据保护电路的反馈电压控制电路。图5-2 液晶显示器电源电路方框图。

220V 交流

直流

直流

图5-2 液晶显示器电源电路方框图

5.1.2液晶显示器开关电源电路工作原理

液晶显示器的开关电源电路一般采用开关电路方式，此开关电源电路将交流220V 输入电压经过整流滤波电路变成直流电压，再由开关管斩波和高频变压器降压，得到高频矩形波电压，最后经整流滤波后输出液晶显示器各个模块所需要的直流电压。如图5-3所示。

图5-3 开关电源电路原理框图

其中，C1、L1、C2、C3组成一个EMI滤波电路，L1为一个互感电感滤波器；BD1、C4组成了一个整流滤波电路，BD1为一个桥式整流堆；Q1、U1组成了一个开关振荡电路，Q1为开关管，U1为PWM控制器；T1为开关变压器；D2、L2、C6、R2组成了高频整流滤波电路；D3、L3、C7、R3组成了另一组高频整流滤波电路；反馈电路、U2和U1组成了稳压保护电路，U2为光电耦合器。

当220V交流电接入开关电源板后，220V交流电经过C1、L1、C2、C3组成一个EMI 滤波电路，过滤掉电网中交流电的高频脉冲信号，防止电网中的高频干扰信号对开关电源的干扰，同时也起到减少开关电源本身对外界的电磁干扰。EMI滤波电路实际上是利电感和电容的特性，使频率为50Hz左右的交流电可以顺利通过滤波器，但高于50Hz以上的高频干扰杂波被滤波器滤除，因此EMI滤波电路又被称为低通滤波器，意义是低频可以通过，而高频则被滤除。

接着经过滤波后的220V交流电压BD1、C4组成了一个桥式整流滤波电路后，在C4两端产生300V左右的直流电压。

300V直流电压被分成几路，一路经过启动电路R4分压后，加到PWM控制器U1的供电引脚，为PWM控制器提供工作电压；另一路被加到开关变压器的初级和开关管的漏极D。PWM控制器获得工作电压后，内部电路开始工作，输出矩形脉冲电压信号，此脉冲电压信号被加到开关管Q1的栅极D，控制开关管的导通与截止。

当开关管Q1开始导通后，300V直流电压流过开关变压器T1的初级、开关管Q1。此时在开关变压器T1的次级线圈中产生感应电压，感应的电压为上负下正，因此整流二极管D2、D3截止，感应的电能以磁能的形式存储在开关变压器T1中。

当开关管Q1截止时，开关管Q1的集电极电位上升为高电平。此时开关变压器T1的次级感应电压是上正下负，整流二极管D2和D3正向偏置而导通。此时开关变压器T1中存储的能量经整流二极管D2和D3整流后，向电感L2、L3，电容C6、C7，负载电阻R2、

R3释放，产生12~19V直流输出电压和5V直流输出电压，为其他负载电路提供供电电压。

同时，输出的电压经过反馈电路、U2和U1组成的稳压保护电路后，达到稳定电压、过流保护，过压保护的作用。

在这里，开关变压器T1在这里可看作储能元件，当开关管Q1导通，但整流二极管D2和D3截止时，初级线圈储存能量；当开关管Q1截止时，T1则释放能量，此时整流二极管D2和D3导通，向负载提供能量。

下面以戴尔Dell SP2309Wc 液晶显示器为例讲解液晶显示器开关电源电路的工作原理。戴尔Dell SP2309Wc 液晶显示器的电源电路主要由交流滤波电路、桥式整流电路、软启动电路、主开关电路、整流滤波电路、过压保护电路等组成，其开关电源电路实物图和开关电源电路原理图如图5-4所示。

（a ）开关电源电路板正面实物图

（b ）开关电源电路板背面实物图

电容

控制器

稳压二极管

（c）开关电源电路图

图5-4 戴尔Dell SP2309Wc液晶显示器开关电源电路图

通过图中我们可以初步了解到的信息为，在戴尔Dell SP2309Wc液晶显示器的开关电源电路中LD7552BPS为PWM控制器芯片，BD901为桥式整流堆、L902和L901为互感滤波电感、T901为开关变压器

工作时当220V交流电进入开关电源电路总后，220V交流电经过由压敏电阻NR901、熔断器F901、电容C900以及电阻R900和R902组成的交流滤波电路后，被过滤掉电流中的不稳顶的高频脉冲信号，使电流变的稳定和平滑。

然后接入由桥式整流堆DB901和滤波电容C903等组成的桥式整流滤波电路中。桥式整流滤波电流将经过滤波后的220V交流电进行全波整流后，转变为300V直流电压。

转变后的直流电压此时被分成几部分，其中一部分电压经过启动电阻R903分压后，输送到PWM控制器LD7552BPS的供电端引脚上，为PWM控制器提供供电电压；另一部电压输送到开关变压器T901的初级和开关管Q900的漏极2上。此时PWM控制器芯片获得工作电压后，内部开始工作，输出向开关管Q900的栅极输送矩形脉冲电压信号，控制开关管的导通与截止。

当开关管Q900开始导通后，300V的直流电压经过开关变压器T901的初级、开关管Q900，此时在开关变压器T901的次级线圈中产生感应电压，感应电压为上负下正，此时整流二极管D920和D921处于截止状态，感应的电能以磁能的形式存储在开关变压器T901中。

当开关管Q900截止时，开关管的集电极点位会上升为高电平。开关变压器T901的次级感应电压是上正下负，整流二极管D920和D921正向偏置而导通。此时开关变压器T901中存储的能量就会通过整流二极管D920和D921整流后，向电感L921、L922以及电容C925、C926等释放，分别产生+12V和+5V的输出电压，为其他电路提供工作电压。

同时，输出的电压经过由稳压二极管ZD921、ZD922和光电耦合器IC902以及取样电阻R923、R924等等组成的过压保护电路后，达到稳定电压、过流保护、过压保护的作用。

5.2 开关电源电路故障检修

5.2.1开关电源电路常见故障分析

液晶显示器电源电路常见故障主要是无输出电压、输出电压低、无输出且有“吱吱”响声等。造成电源电路故障的原因可能是：保险管烧坏、滤波电容损坏、开关管烧坏、稳压电路异常、保护电路异常等。

当液晶显示器电源电路出现故障后，常见的故障现象主要有以下几点。

（1）按电源开关后，电源指示灯不亮，液晶显示器无反应；

（2）按电源开关后，电源指示灯一闪即灭；

（3）按电源开关后，液晶显示器无反应，检查后发现总是烧坏保险管。

1．无输出电压故障分析