第一章　液晶彩电集成电源维修基本知识

第一节　液晶彩电集成电源的种类及其特点

一、液晶电视屏的背光源

液晶电视屏是被动显示器件，它本身不能发光，要使液晶电视显示出图像，必须为液晶屏提供背光源。早期一般都采用CCFL灯管作为背光源，随后部分液晶屏采用EEFL灯管作为背光源，现在已普遍采用LED灯条作为背光源。

1.CCFL灯管

CCFL灯管又称冷阴极荧光灯管，它是一个气体放电器件，灯管两端采用镍、钽、锆等金属做成的无需加热即可发射电子的电极。

CCFL灯管需要较高的电压才能将其触发点亮，这个电压常称为启动电压或触发电压，此电压值与灯管的长度和直径有关，通常为1400～1800V。一旦点亮，灯管内部即产生电离放电电流，这时只需较低的电压（常称为工作电压或维持电压，一般为600～900V）即可维持点亮状态，且亮度不会降低。当灯管点亮后，加在灯管两端电压的小幅度变化也会引起灯管电流的较大幅度变化，这不仅会引起背光亮度的变化，还极有可能造成灯管电流过大，最终烧毁灯管。因此，CCFL灯管触发点亮后，电路上必须采取限流措施把灯管电流限制在一个适当的额定值上，维持稳定的亮度。因此，灯管的驱动电路中设有灯管电流检测电路，对灯管电流进行限制。

CCFL灯管要求高效率、长寿命，因此其供电、激励就必须符合灯管的特性：供电必须是交流正弦波，频率为60～100kHz，触发电压为1400～1800V，维持电压约是触发电压的1/2，由灯管的长度和直径决定。由于每个灯管的电压-电流特性并不完全一样，因此灯管不能直接并联使用，否则不但会出现背光灯亮度不均匀的现象，还会出现有些灯管点亮而有些灯管不能点亮的现象。在多灯管液晶屏中，一般都是每个灯管均单独配一个高压变压器。

2.EEFL灯管

EEFL灯管又称外部电极荧光灯管，它的电极在灯管的外面（灯管内部没有安放电极，玻管内除充有工作气体及内表面涂有荧光粉层之外，可以说是个“空管”），两端无针状的金属电极，而是用一种金属粉末涂在灯管两端，作为外电极。

EEFL灯管的发光效率高于CCFL灯管，且灯管的一致性好，因此，相同规格、相同型号的EEFL可以直接并联使用，一个高压变压器就可以驱动点亮全部并联的EEFL灯管。这给背光电路的设计、生产及降低成本、简化电路带来了极大的方便。

3.LED灯条

近几年，LED（发光二极管）背光液晶电视以其超薄、节能、环保等特点，迅速跻身于畅销彩电行列。LED液晶屏采用LED作为背光源。它与普通液晶屏采用CCFL作为背光源相比优点是：LED属于半导体电子照明，对冲撞的抗受性能高于CCFL；LED不像CCFL灯管那样有汞气体和UV紫外线外泄的顾虑，因而更加环保；屏幕轻、尺寸超薄；液晶屏色彩饱和度更好；寿命更长。

目前LED主要采用两种方式的背光源技术：一种是侧光式LED背光技术，另一种是直下式背光技术。侧光式（也称侧入式）LED背光技术是指将LED灯排成灯条形状，置于液晶屏背光模组的上下两侧或者四周，再通过导光板、扩散膜、增光片来将光线均匀地散布到屏幕上，它可以使液晶电视做得更薄、更轻巧，因此这种方式比直下式有明显的成本优势，也是被多数的液晶彩电所采用的一种背光方式。直下式LED背光技术是指将LED灯均匀地分布在整个液晶屏的背面，此种方法可以实现更深沉的黑色效果，也能使显示达到层次分明的明暗效果，但这种方式所需要的LED灯的个数较多，因为它分布在整个液晶屏的背面，使整个电视的厚度有所限制，此种方法采纳较少。

通常液晶屏中使用的LED发光二极管单个的正向压降在2.9～3.6V之间，需要数十个甚至数百个才能满足其亮度要求。LED液晶屏背光源由几个LED灯条组成，一个灯条内LED的连接形式有多种，常见的3种连接形式如图1-1所示。

第一种连接形式是简单串联形式，如图1-1（a）所示。一般简单的串联连接形式中的LED1～LEDn是首尾相连的，LED工作时流过的电流相等。对于同一规格和批次的LED来说，虽然单个LED上的电压可能有微小的差异，但是由于LED是电流型器件，因此可以保证各自的发光强度相一致。简单的串联形式的LED具有电路简单、连接方便等特点。然而，由于采用串联形式，当其中一个LED发生开路故障时，将造成整个LED灯串的熄灭，影响了使用的可靠性。

第二种连接形式是先串联后并联的混联形式，即先将n个LED串联形成灯串，然后将多个灯串并联起来（该方式常简称并联式），其连接关系如图1-1（b）所示。

第三种连接形式是先并联后串联，最后并联的混联形式，即先将两个LED并联，作为一个LED单元，再将多个LED单元串联起来，最后将多个支路并联，其连接关系如图1-1（c）所示。如在LCD32T-AUC屏中，有4个LED灯条，采用侧光式安装方式，屏幕上下侧各两个LED灯条，每个LED灯条由两个支路组成，一个支路又由18个LED单元组成，即一个LED灯条共36个LED单元。这一连接形式，由于LED单元是两个发光二极管并联，即使其中一个发光二极管开路，另一个发光二极管仍然亮，这样极大程度地提高了整个LED背光源的可靠性。

在设计背光驱动电路的输出电压和电流时，必须考虑到屏上LED灯的数量与串联、并联的关系。LED液晶屏有几个LED灯条，背光驱动板便有几个LED供电电压输出。如为LCD32T-AUC屏设计的驱动板，由于配套的屏内有4个灯条，每个灯条又按如图1-1（c）所示的形式连接，背光驱动板供电输出插座就有4个供电电压输出，每个输出电压约为57V（加在每个LED单元上的电压为57V÷18，约3.2V），输出电流约80mA。

二、液晶彩电集成电源的种类及其特点

近年来，不少液晶彩电生产厂家为了简化液晶彩电的内部结构、降低生产成本，采用电源+背光驱动二合一板（也叫二合一电源组件）的越来越多，有些甚至采用了三合一主板，这种主板将机芯、电源、背光驱动电路三大部分整合在同一块电路板上。把电源+背光驱动二合一板和三合一主板的电源、背光驱动电路（也称为背光电源电路）统称为集成电源，用英文大写字母IP表示。

1.电源+逆变器二合一板（电源+逆变板）

电源+逆变器二合一板把液晶彩电的独立型电源板和高压背光板合二为一，不仅为液晶彩电整机各单元电路提供电源，又向背光灯管提供高压。这种电路板一般称为电源+逆变器二合一板、电源+高压二合一板。

通过观察长虹FSP236-3PS01型电源+逆变板上的主要元器件外形和元器件分布情况，便可了解到电源+逆变板的结构特点和电路布局，如图1-2所示。

电源+逆变板整体电路可分为开关电源和逆变器（也叫逆变电路或高压电源）两大部分。它的开关电源部分与独立电源基本相同。逆变器的作用是将较低的直流电转换为CCFL灯管（或EEFL灯管，下同）所需的高压交流电。CCFL灯管启动前，工作电压一般在1400～1800V；触发启动后，一般在700～900V。逆变器主要由背光驱动控制芯片、功率输出管（功率放大管）、升压变压器等组成。其特征元件是升压变压器（也叫高压变压器，可以有多个）与背光驱动控制芯片。电源+逆变板常用的背光驱动控制集成电路有OZ960、OZ964、OZ9925、OZ9926、OZ9938、OZ9939、LX1688、LX1692、LX6501等。

2.电源+LED背光驱动电路二合一板

图1-3是一块有代表性的电源+LED背光驱动电路二合一板实物图。这类二合一板整体电路可分为开关电源电路和LED背光驱动电路两大部分。开关电源除输出+5VSB、+12V电压送主板外，还输出几十伏至一百多伏的直流电压送LED驱动电路。LED驱动电路的功能是输出点亮LED灯条所需的直流电压（不同型号的二合一板，输出电压高低会有所不同，有的为几十伏，有的为一百多伏，也有的为二百多伏）。由于LED背光液晶彩电的背光驱动电路输出的是直流电压，故LED背光驱动电路不再称为“逆变器”。

常见的LED驱动电路主要由LED背光控制专用芯片、开关管、储能电感、整流二极管等组成。其实质是一个升压电路，将几十伏的直流电压提升到一百多伏。另外，还有一种LED驱动电路采用的是降压型电路，它将开关电源送来的较高的直流电压降到适合LED灯条工作的电压，这类LED驱动电路应用较少。早期LED驱动电路采用几片型号相同的LED背光控制芯片，近期多采用一片LED背光控制芯片。常用的LED背光控制芯片有OZ9902、OZ9906、OZ9957、OZ9986、OZ9998、HTV9911等。

3.三合一主板的集成电源

目前，部分LED液晶电视采用了机芯、开关电源、背光驱动三合一主板（简称三合一主板），如图1-4所示。三合一主板的使用，进一步简化了液晶彩电的内部结构，也降低了生产成本。但是，由于它的开关电源、背光驱动和机芯电路三者之间的关系没有独立板的那样明显，因而增大了维修的难度。