接修一台飞利浦 32PF7321/93 型液晶彩电,故障表现为三无。查副电源异常,无 3.3V 输出;拔下 3.3V 供主板的排线,依旧无输出,判断为电源板故障,决定拆板维修。
该机无交流 220V 市电开关,插电后市电经抗干扰及整流滤波网络后在聚酯电容上得到 300V 脉动直流电压,该电压经 PFC 升压二极管加到大电解后经 R100、L100 供给副电源(该部分不同于大部分的大屏幕液晶电源,通常副电源供电由聚酯电容,上的 300V 脉动电压经隔离二极管供给,由 PFC 电压供给的较为少见),副电源正常工作后输出 3.3V 给主板,整机处于待机状态。二次开机后光耦 U503 导通,切换三极管 Q11 导通给 PFCPWM 及主电源 PWM 块供电,PFC 升压至 380V 左右,随后主电源工作实现功率输出。
下面结合副电源实绘图分析其工作原理,见图 1。
未经升压的 300V PFC 电压经 R100、L100、副电源开关变压器 T1①-②绕组加到副电源 PWM 块 IC1(TEA1533AT)14 脚,通过内部电路向②脚(vcc)外部滤波电解 C130( 100uF)充电,C130.上电压逐步上升到开启电压后,IC1 内部开始振荡,从①脚驱动输出端输出驱动脉冲,场效应开关管 Q1 在漏极由 T1 的①-③绕组供电配合下开始进入正常开关状态,T1 的④-⑤副绕组经整流后在 C130 上得到大致 15V 的电压维持 IC1 正常工作,该电压同时作为供 PFC 及主电源 PWM 块的可切换电源;次级⑥-⑦绕组经整流后得到 3.3V 供主板 CPU,⑧-⑨绕组整流后在 C236 上得到的电压作为光耦 U503、U140 的供电。IC1 的⑨脚为过流保护端,监测 Q1 S 极接地电阻(两只并联的 2.7Ω电阻)上电压,当开关管 Q1 过流时,⑨脚电压超过阈值就会使内部比较器翻转,从而自锁保护,避免进一步扩大故障;⑦脚为过压过功率保护端,通过对 T1 的④-⑤绕组输出电压监测来实现过压过功率保护;⑥脚为反馈输入端,用于稳定输出电压:当 3.3V 上升时,三端精密稳压器 D240(TL431 )阴极电位下降,同时 T1 的⑧-⑨绕组,整流后输出电压也有略微上升,所以光耦 U140 内部发光管发光加强,U140 的③、④脚等效电阻变小,IC1 的⑥脚电压上升,11 脚驱动输出占空比下降,开关管导通时间变短,最终使输出下降;当 3.3V 下降时,则执行相反的过程使输出上升。
本故障的检修过程如下:在线粗测次级无短路,三端精密稳压器 D240 各极阻值正常,IC1 各脚对地阻值无明显异常,场效应开关管 Q1 无异常,IC1 外围器件基本正常,两只光耦的③、④脚无明显漏电,①、②脚加电后用指针表 RX1 挡测③、④脚阻值变化正常,判断光耦基本正常,唯一值得怀疑的是 TEA1533AT 的⑦脚(过压过功率保护端)外围一标注 18D(在放大镜下很难区分是 18D 还是 180 )的贴片电阻,在线阻值非常大,拆下测量大致在 150kΩ左右,以为就是故障所在,用 10Ω贴片电阻代换后故障依旧,按 18D 检索贴片阻值发现正好是 150kΩ,表明该贴片电阻本来就是 18D。将其恢复后通电,测 IC1 的②脚电压只能缓慢上升至 6V,估计是电压太低导致①脚始终无驱动输出。试更换 C130 无效,焊下②、③脚间贴片电容无效,试更换 TEA1533AT 故障依旧,无奈只好作更详细的检查。
用万用表 RX11k 挡测 IC1 ②脚对地阻值,发现充电完毕后指针基本停留在无穷大处,但加电后测,有时正常有时阻值在几十千欧,比较奇怪,怀疑有器件在加电后漏电。焊下 IC1 的②脚外围 330Ω限流贴片电阻,②脚阻值恢复正常,但 C130 正极对地阻值仍旧异常,表明漏电发生在 C130 前面。焊下场效应开关管 Q1 开机,发现 IC1 的②脚电压能缓慢上升至 13V 左右,此时测次级有 3.3V 输出,非常高兴,以为 Q1 有问题,但用万用表 RX10k 挡测 Q1 并无漏电,并且再次接通电源发现 IC1 的②脚电压只能上升至 8V 左右,次级无输出,表明亦非 Q1 问题。焊开 T1 的④-⑤绕组 1Ω的贴片电阻,仍旧呈漏电状态,看来只有怀疑两只光耦了。尽管前面检查过程中曾经脱开两只光耦的③、④ 脚,用万用表 RX10k 挡检查无漏电。试用两只 PC817 更换后开机,IC1 的②脚电压逐步上升至 15V,次级 3.3V 输出正常。此后多次试机都正常,表明的确是光耦在加电后发生了漏电。电源板上机后顺利开机,故障排除。
光耦在万用表 Rx110k 挡 9V 电池下不漏电,而在加电后(C130. 上电压不过 6V 还不及 9V 电池电压高)漏电,不知是何道理。至于故障机理,笔者认为是由于光耦漏电,使 IC1 的②脚电压不足而导致异常,还是由于光耦不良使 IC1 保护导致无输出,有待探讨。