显示器二次电源工作原理

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。



升压式二次电源工作原理



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50V～75V的二次电源为升压型；输入电压为160V～210V 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等元件构成了升压型并联开关电源式二次电源，为行输出电路提供60V~150V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⑥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C409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IC401⑥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T501⑤～⑦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⑤脚电压误差反样比较控制输出），IC401内部电路对⑤脚电压变化检测后，⑥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，IC401⑤脚电压下降，⑥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，IC401⑤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，IC401⑤脚电压下降，与上述稳压过程一样，IC401⑥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，IC401⑤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IC401④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IC401④脚电压高于2.5V，IC401内部二次电源振荡器停止工作，⑥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T501⑤～⑦绕组感应电压增加，C505两端电压升高，经R502、R507分压后加到IC401②脚（X射线保护输入）。当IC401②脚电压高于6.4V后，IC401内部X射线保护电路启动，IC401⑥脚无脉冲输出。





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60V～150V的工作电压。

1.开关控制过程

通电后，IC701得电工作，其⑥脚输出得开关脉冲经Q717、Q718推挽放大后，经R757、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，（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电解电容，试机发现在二次电源输出滤波电容（10μF/200V）两端并一只10μF/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（100μF/160V）安装处在漏液痕迹，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VT508～VT511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，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5.5V）；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，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.