液晶屏背光板的工作原理及维修

随着液晶电视机销量的逐渐增多，需要投入更多的精力来研究液晶电视机的维修，而目前液晶电视机中背光板的维修量占有较大的比例，同时由于背光板是显示屏供应商供屏时自带的，供应商出于对技术的保密性，现在我们还拿不到背光板的电路图和IC资料，这对我们背光板的维修带来了很大的难处。为了改善我们的背光板修理，本文对背光板的通用工作原理及常见故障判断作一介绍，对网络维修具有一定的参考价值。

本文的目的是想帮助网络提高维修技能，但由于我们对背光板的电路和维修了解得还不多，因此其中的一些观点可能有不准确或描述错误的地方，请大家指出来共同讨论，从而共同提高我们的维修水平，谢谢！

本文目录

一、前言
二、背光板在液晶电视机中的作用
三、背光板工作原理方框图
四、背光板各部分电路介绍
五、部分背光板主控IC管脚介绍
六、 LCD组件板故障判断方法
七、背光板故障维修流程
八、背光板常见故障统计
九、背光板易损器件的测量方法
十、背光板典型案例

二、背光板在液晶电视机中的作用

背光板也称Inverter板即逆变器板，它的作用是将一个直流电压转变为多个交流电压，作为液晶屏灯管的工作电压，它的输入、输出连接框图如下图。
背光板有三个输入信号，分别是供电电压、开机使能信号、亮度控制信号，其中供电电压由电源板提供，一般为直流24V（个别小屏幕为12V）；开机使能信号ENA即开机控制电平由数字板提供，高电平3V时背光板工作，低电平0V时背光板不工作；亮度控制信号DIM由数字板提供，它是一个0-3V的模拟直流电压，改变这它可以改变背光板输出交流电压的高低，从而改变灯管亮度。
背光板有多个交流输出电压，一般为AC800V，每个交流电压供给一个灯管。

三、背光板工作原理方框图
背光板电路由输入接口电路、PWM控制电路、MOS管导通与直流变换电路、LC振荡及高压输出回路、取样反馈电路等几部分组成，其工作原理方框图如下：

四、背光板各部分电路介绍

1、 输入接口电路
1）供电输入电压
输入接口电路中的供电输入电压一路直接加到MOS管导通电路，作为MOS管的供电电压（24V或12V）；另一路经晶体管稳压控制电路加到PWM控制IC，作为PWM控制IC的供电电压（一般为5V）。

2）开机使能信号ENA
输入接口电路中的开机使能信号ENA经过相关的三极管、电阻、电容电路后加到PWM控制IC，作为PWM电路的控制开关。ENA为高电平（3-5V）时PWM电路工作， ENA为低电平（＜2V)时PWM电路不工作。
一种典型电路是数字板过来的ENA信号经过电阻、电容电路后直接加到PWM控制IC的ENA脚，如下图：

另一种典型电路是数字板过来的ENA信号通过三极管、稳压管控制电路，将电源板过来的供电电压进行降压、稳压，产生ENA电压，加到PWM控制IC的ENA脚，如下图：

3）亮度控制信号
输入接口电路中的亮度控制信号DIM或BRTI ，经过相关的电阻、电容电路后加到PWM控制IC的亮度控制脚DIM或BRTI ，通过控制PWM驱动脉冲宽度控制灯管的亮度。

2、PWM驱动控制电路
PWM驱动控制电路由PWM驱动控制IC及外围电路组成，其核心电路是PWM驱动控制IC。目前不同种类的背光板，所用的PWM驱动控制IC也不同，如奇美26/30寸用OZ960、友达37寸用OZ964、三星40寸用DMB8110D、奇美42寸用OZ9928SN、三星46寸用MSC1691A1等等。不同种类的PWM驱动控制IC管脚数量及功能排序可能不同，但管脚功能大同小异，下面介绍PWM驱动控制IC常见的管脚功能。
PWM驱动控制IC常见的的管脚功能有：
1）CTIMR或TIMR脚
该脚一般外接一个1-2uF的电容到地，当输出电路出现过压时，IC内部的开关被打开，对该电容进行充电。当充电到一定值时，IC启动内部保护功能，IC被关闭，停止驱动脉冲输出。改变电容的大小，可以改变IC启动保护时间的快慢，电容越大，保护越慢；电容越小，保护越快。一般设计保护时间在1-2S。

2）OVP脚
该脚为输出电压过压保护输入。当灯管开路、接触不良或损坏时输出电压就会升高，通过取样电路反馈到该脚，该脚电压也会升高，当升高到一定值时，就会启动IC内部保护电路，IC停止工作。

3）ENA脚
该脚为PWM电路控制开关输入，高电平时IC工作，低电平时IC不工作。该脚一般外接一个1uF左右的电容到地，它的作用是让ENA脚慢慢升到IC开启电压，从0V升到开启电压需1mS左右时间，以保证IC的正常启动。

4)SST脚
该脚为软启动脚，外接一个电容到地。IC加电后对该脚外接电容进行充电，充电到一定电压后IC才会启动工作。这样减少了电源启动时对灯管及其它元器件的电流冲击，保证了电路的可靠性。

5）VDDA或VCC或VIN脚
该脚为IC供电输入脚，电源板过来的供电电压通过晶体管稳压及开关控制电路后加到该脚。

6）GNDA或AGND脚：该脚为信号地。
7）PWRGND或PGND脚：该脚为电源地。
为了减小灯管与输入供电电路之间的干扰，有的背光板上设计了两个地，即信号地和电源地。信号地与灯管部分地相连，电源地与MOS管导通电路的地相连。信号地与电源地在背光板输入电路部分直接相连或通过跳线线相连。

8）REF或VREF脚
该脚为基准电压输出脚，通过一个1-2uF的电容到地，保持该脚电压的稳定性，同时供给其它电路使用。常见的基准电压有5V和2.5V两种，IC保护时该脚没有电压输出。

9）RT脚
该脚为定时电阻脚，一般外接一个电阻到地或到基准电压脚，改变电阻大小，可改变输出驱动脉冲的频率。电阻越大，驱动脉冲频率越低；电阻越小，驱动频率越高。
10）CT脚
该脚为定时电容脚，一般外接一个电容到地，改变电容大小，可改变输出驱动脉冲的频率。电容越大，驱动脉冲频率越低；电容越小，驱动频率越高。

有的IC将RT和CT设计在一个脚，电路设计更加简单，如下图：

有的IC多设计一个RT1脚，该脚外接一个电阻到RT脚。在电源启动时RT1在IC内部被连接到地，相当于给RT脚并联一个电阻，使得RT电阻减小，从而使启动时的驱动频率更高，以便获得更高的启动电压。

11）LCT或LRT-LCT脚
该脚通过一个4700P左右的电容到地，作用是产生一个最低1V、最高3V的三角波，并通过DIM信号控制变成方波。

12）DIM脚
该脚为从数字板过来的一个模拟直流控制电压，LCT脚产生的三角波与DIM脚电位进行比较，产生需要的方波。改变DIM电压，可以改变方波的占空比，从而改变MOS管的导通状况，最终改变灯管的亮度。

13）LPWM脚
该脚内部接LCT与DIM比较产生的方波，外部通过二极管、电阻等元件接电流取样反馈脚FB。当输出电流变大时FB反馈电压升高，LPWM脚方波电位上移，MOS管导通后产生的方波峰峰值降低，从而使交流输出电压降低，输出电流减小，如此形成了一个电流负反馈，保证了输出电流的稳定性。

13）FB或ISEN或OC-SNS脚
该脚为从变压器输出级取样过来的一个半波整流电压，输出级电流变化被感应到FB脚，电流越大，FB电压越高， LPWM脚方波电位上移，MOS管导通后产生的方波峰峰值降低，从而使交流输出电压降低，输出电流减小，如此电流负反馈，保证了输出电流的稳定性。
当输出级出现短路等原因造成输出电流很大时FB电压也会急剧上升，从而切断变压器交流电压输出，电源进入保护。

有些IC没有LPWM脚，输出级的电流取样反馈直接加到IC的FB或ISEN脚，通过IC内部电路调整方波的直流电位，改变MOS管导通所产生方波的峰峰值，进而改变输出电压和电流大小，完成负反馈，保证输出电流的稳定性。

14）CMP脚
该脚为IC内部电流反馈比较器输出端，当灯管出现开路或损坏时，灯管没有电流，FB电位急剧下降，CMP输出高电平，将IC关闭，电源进入保护。
有的IC没有这个管脚。

15）PDRA、NDRB、PDRC、NDRD或DRV1、DRV2脚
该脚为IC的驱动脉冲输出，有的IC有四个驱动脚输出，分别为PDRA、NDRB、PDRC、NDRD， 前两个脚与后两个脚轮换着产生高电平和低电平，分别控制着四个MOS管的导通与截止；有的IC只有两个驱动脚输出，分别为DRV1、DRV2或HOUT、LOUT或AOUT、BOUT，这两个脚轮换着产生高电平和低电平，每个脚控制2个MOS管的导通与截止。

3、MOS管导通与直流变换电路
下图为四个MOS管导通电路，其中QA、QC为P沟道MOS管，栅极为高电平时MOS管截止，栅极为低电平时MOS管导通；QB、QD为N沟道MOS管，栅极为高电平时MOS管导通，栅极为低电平时MOS管截止。PWM控制IC的几个驱动脉冲输出脚轮换着输出高电平和低电平，使几个MOS管轮换着导通和截止。当QB、QC导通时，QA、QD截止，变压器T1初级的上端为低电平， 下端为高电平，T1初级中的电流流向为从下到上；当QB、QC截止时，QA、QD导通，T1初级的上端为高电平， 下端为低电平，T1初级中的电流流向为从上到下。如此在T1的初级产生高频方波电压，完成直流到交流的变换。

4、LC振荡及高压输出回路
升压变压器T1的初级在MOS管不断的导通与截止下获得高频方波，再通过变压器耦合在T1的次级感应到电压值更高的高频方波电压，该电压通过变压器漏电感及回路电容组成的LC谐振电路。当方波从低电平跳到高电平时，由于漏电感有抑制作用，使输出波形慢慢升到最大；当方波从高电平跳到低电平时，由于漏电感有抑制作用，使输出波形慢慢降到最小，如此将方波变成正弦波，加到灯管上。这是一个有效值为800V左右的交流电压，在开机瞬间该电压能达到1500V左右。

5、取样反馈电路
取样电路分过压保护取样和电流保护取样两种。在升压变压器的次级高压输出端并联有两个电容，将两个电容之间的电位作为电压取样点，经二极管整流滤波后产生的电压作为过压保护反馈电压，加到PWM控制IC的过压保护输入脚。将升压变压器次级接地的一端作为电流保护的取样端，经二极管整流滤波后产生的电压作为电流保护反馈电压，加到PWM控制IC的电流反馈输入脚。

取样反馈电路识别
灯管插座的每一端与升压变压器的一个次级高压输出端相连，该脚所连的电容（贴片或瓷片）即为过压保护取样电容，电容的另一端接一个整流二极管，二极管正端的电压即为电压反馈取样电压。有的电路在升压变压器的次级接地端会接一个二极管，则该二极管即为电流取样二极管。

五、部分背光板主控IC管脚介绍

1、OZ960、OZ964各脚功能（26寸奇美、37寸友达屏使用）

2、 DMB8110D各脚功能（40寸三星屏使用）

3、MSC1691AI各脚功能（46寸三星屏使用）

4、OZ9925各脚功能

六、LCD组件板故障判断方法

说明：流程（4）、（5）非背光板故障

七、背光板故障维修流程

八、背光板常见故障统计

九、背光板易损器件的测量

1、升压变压器
升压变压器初级绕组阻值为0.5欧姆左右（X1欧档），两个绕组串起来阻值为1欧姆左右（有些机器设计时直接将两个初级绕组串起来，初级绕组的另一端悬空）。升压变压器次级绕组阻值约在500-1000欧姆之间（X100欧档）。若出现开机2S后保护时，可对比测量各升压变压器的绕组阻值，将绕组阻值异常的变压器更换（不同型号变压器管脚排列一样，参数略有差异，有的可直接代用，有的代用后灯管亮度有区别。）

2、MOS管电路
背光板上常用的MOS管电路为双MOS管集成电路，有两个N沟道MOS管的如IPL32C二合一电源用的3N06 P726B；有一个N沟道MOS管、一个P沟道MOS管的如奇美小屏幕背光板用的FDS8958A。一般1、3脚为源极，2、4脚为栅极，5、6、7、8脚为漏极。
下图为FDS8958A内部电路图，右图为其等效电路图。用万用表单独测量MOS管电路时，5、6脚是相通的，7、8脚是相通的，1、8脚之间及3、6脚之间因有反向保护二极管，因此正向有几K欧姆阻值，其它引脚之间阻值均为无穷大。在板上因为有外围电路影响，测量时各脚之间会有不同的阻值，但除5、6、7、8脚外其它脚之间不应该短路，若出现短路情况则为MOS管损坏。

3、双电压比较器LM393
一般用于电流取样比较，其内部电路如下图，8脚为VCC，4脚为地，2脚和6脚为两个电压比较器的反向输入端，3脚和5脚为两个比较器的正向输入端，1脚和7脚为两个比较器的输出端。
一般使用时比较器的正向输入端接地，反向输入端接取样整流电压，其工作原理如右图。正常工作时反向输入端为高电平，比较器输出低电平；当出现过流情况时，反向输入端为负压，比较器输出高电平。
当电路出现保护时，可测量两个比较器的输出端1脚和7脚是否为高电平，来判断是否因这一路出现保护。若为低电平则与这一路无关，不要随意将IC断开或去掉。

4、四电压比较器LM339
一般用于电流取样比较，其内部电路如下图，3脚为VCC，12脚为地，4脚、6脚、8脚和10脚为四个电压比较器的反向输入端，5脚、7脚、9脚和11脚为四个比较器的正向输入端， 1脚、2脚、13脚和14脚为四个电压比较器的输出端。
一般使用时比较器的正向输入端接地，反向输入端接取样整流电压。正常工作时反向输入端为高电平，比较器输出低电平；当出现过流情况时，反向输入端为负压，比较器输出高电平。
当电路出现保护时，可测量四个比较器的输出端1脚、2脚、13脚和14脚是否为高电平，来判断是否因这一路出现保护。若为低电平则与这一路无关，不要随意将IC断开或去掉。

十、背光板典型案例

1、 46寸三星屏黑屏故障技改
故障现象：靠前批46寸三星屏（采用0.0版背光板）使用一段时间后会出现不定时地背光熄灭故障，冷开机正常。
原因分析：过压保护下取样电容选用的是负温度系数较大的电容，开机后随着机内温度的升高，下取样电容的容量减小，阻抗增大，分压升高，这样取样反馈电压较高，造成过压保护。

解决方法：改用受温度影响较小的磁片电容2200PF/50V（C1为高压电容）。

2、遥控不灵敏
故障现象：部分机器出现遥控距离近、遥控不灵敏。
原因分析：背光电源的工作频率一般在20KHz- 100KHz之间，部分背光电源的典型工作频率在50KHz左右，该振荡频率产生高频干扰，通过地线传到数字板上的遥控接收电路。如果该机的遥控发射频率采用56KHZ，则背光干扰信号就可能对遥控接收信号产生干扰，造成遥控不灵敏、距离近。
解决方法：
1）通过调整背光亮度，将背光亮度调大，改变背光电源工作频率或PWM驱动方波波形，远离遥控发射信号，从而解决遥控干扰问题。
2）新设计产品遥控发射及接收头均采用38KHZ，避开背光电源的典型工作频率，从而避免背光电源对遥控接收的影响。

3、喇叭发出异响
故障现象：部分机器如L37E9、LCD32K73、L32M61B等喇叭发出异响，AV、TV信号都有，将音量减到0后消失，音量增加到1就响，声音像吹口哨一样。
原因分析：依据变压器和CCFL的特性，背光电源的工作频率一般在20KHz- 100KHz之间，该振荡频率产生高频干扰，通过地线干扰到数字板上的伴音电路。如果背光电源的工作频率在下限，即频率在人耳的听觉范围之内，就会通过喇叭发出异响。
解决方法：
1、通过调整背光亮度，将背光亮度调大，使背光板电源工作频率偏高，并超过人耳的听觉范围，从而解决伴音干扰问题。
2、部分机器电源板与数字板屏蔽盒之间有连接地线，取消该连接线对减小喇叭异响也会有帮助。