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彩色显示器的原理与维修(5)
        
        显示器电源电路故障维修
          显示器电源采用了开关电源，开关电源具有效率高、体积小、重量轻、稳压性能好等特点，目前显示器电源多采用他激式单管开关电源。
          一、多频数控彩显电源电路特点与组成
          1．多频数控彩显电源电路特点
         
      系统控制电路、存储器一般需要5V，灯丝电压一般为6.3V，视频信号处理、行场信号处理电路一般需12V，行激励、场输出一般需12～25V，视放输出需70～1OOV，行扫描输出电路所需的工作电压一般在60～150V之间。因为多频数控彩显在不同的显示模式下工作时，行扫描频率也不同。为此，行频高，行输出级电压也应升高；行频低，行输出级电压也应降低。为了实现不同行频下行输出级供电电压的不同，一般采用了副电源电路。
          2．多频数控彩显电源电路组成
          多频数控彩显采用了并联他激式开关电源。
      他激是指开关电源的开关管不参与激励脉冲的振荡过程，必须另加振荡器来产生开关脉冲，以控制开关管的导通与截止。目前他激式振荡电路多用集成电路，如UC3842，使得电路简单，功能完善，能够完成振荡、自动稳压、过流、过压保护等功能。
          二、多频数控彩显电源电路分析
         
      图10-13为联想LXH-1569型以UC3842为核心构成的电源电路，间接取样方式，即取样电压从变压器一侧的取样绕组经分压进行取样。联想LXH-1569多频数控彩显的缺点是稳压响应速度慢，空载时电源电压将明显提升，因此，维修时应在主电源输出端加灯泡或电阻假负载。UC3842引脚功能及正常电压如表10-2
      所示。UC3842内部框图如图10-14所示。
          1．整流滤波电路
         
      接通电源开关后，220V交流电压经F901、互感滤波器L901、L902滤除交流电压中的高频干扰，由VD901-VD904整流、C908滤波后，在C908两端产生约300V的直流电压。
          2．电路的振荡过程
         
      整流滤波电路产生的约300V电压分两路输入开关电源电路：一路经开关变压器T901的7-5绕组和电阻R913加到开关管VT901的漏极(D)；另一路经R907、R908、R909、ZD901、V902、R911组成的启动电路，对C913充电。当C913两端电压达到16V时，N901(UC3842)的8脚基准电压发生器产生5V基准电压。该5V电压经定时元件R926对C927充电，当C927两端电压达到一定值时，UC3842的4脚内电子开关使C927放电。当C927两端电压下降到一定值时，4脚内的电子开关断开，C927又由开始充电，所以UC3842的4脚产生锯齿波电压，并在内部产生矩形波电压。最后从UC3842的6脚输出驱动脉冲电压，送到VT901的栅极(G)，使VT901导通或截止。
         
      当VT901导通时，其漏极电流在T901的7-5绕组上产生自感电势，为上正下负，并在T901的反馈绕组2-3上也产生上正下负的感生电势。经VD908、C913整流滤波，产生15V直流电压，加到UC3842的7脚，为UC3842提供稳定的电源电压。另外，经VD909、C914整流滤波产生的15V直流电压，作为稳压电路的取样电压。此时T901次级绕组的反向感应电势使输出整流二极管截止，电能便以磁能的形式存在T901中。
          当VT901截止时，T901次级绕组的感应电势使所接的整流二极管导通工作，经滤波后输出所需直流电压。
          3．输出电路
          VD921、C931整流滤波产生77V电压，为视频输出电路供电。
          VD922、C933整流滤波产生57V电压，为场输出电路和副电源供电。
          VD923、C934整流滤波产生21V电压，为行推动电路提供工作电压。
         
      VD924、C935整流滤波产生14.5V电压，经三端稳压集成电路7812输出12V电压，供给视频信号处理集成电路、行场扫描集成电路及整机低电压电路使用。
         
      VD925、C937整流滤波，产生6.5V电压为显像管灯丝供电，再经R953、ZD905稳压，产生5V电压供给微处理器、存储器和字符显示等电路使用。
          4．稳压调节电路
         
      当电网电压升高或负载变轻时，引起T901输出电压升高，反馈绕组的脉冲电压使VD909、C914整流滤波后的电压升高，经误差取样电路R915、RP901、R916、R917取样后，使UC3842的2脚(误差放大器反相输入端)的电压超过2.5V，该电压与同相输入端3脚的2.5V基准电压比较后，使UC3842的6脚输出脉冲的占空比减小，VT901导通时间缩短，T901储能下降，使T901次级输出电压下降到规定电压值。
          5．保护电路
          1）阻尼吸收回路
      为了防止VT901在截止期间，T901自感电势的尖峰脉冲击穿VT901，设置了由C912、R912、VD907组成的阻尼吸收回路。同时还可以防止自激振荡。
          2）欠电压保护电路
         
      当UC3842的启动电压低于16V时，UC3842不能启动，其6脚无驱动电压输出，开关电源电路不能工作。当UC3842已启动，但负载有过电流使T901的感抗下降，其反馈绕组输出的工作电压低于10V时，UC3842的7脚内部的欠电压保护电路动作，UC3842停止工作，避免了VT901因激励不足而损坏。
          3）过电流保护电路
         
      R924为过电流取样电阻。由于某种原因(如负载短路)引起VT901源极的电流增大，R924上的电压降增大，UC3842的3脚(电流检测)电压升高，当该电压上升到1V时，UC3842的6脚无脉冲电压输出，VT901截止，电源停止工作，实现过电流保护。
          6．自动消磁电路
         
      在开机瞬间，微处理器N101(NT68P61A)的消磁控制端19脚输出高电平，使VT911导通。7812输出的12V电压经R954、继电器K901的驱动线圈、VT911的ce结构成回路，使继电器吸合，触点闭合，消磁电路被接入电路中。此时，利用消磁电阻R901的热敏性能，在消磁线圈中产生一个由强变弱的交变磁场，完成对显像管及其附件的消磁过程，约2秒后，NT68P61A的19脚变为低电平，继电器K901释放。
          三、多频数控彩显节能电路分析
          目前生产的显示器都有绿色节能功能,绿色节能显示器必须满足“能源之星(Energy
      Star)”的协议，该协议是由美国环保署所颁布的。该协议规定：显示器在非正常工作状态时的功耗不能超过30W。瑞典有效能源部门和贸易联合会联盟的协议制定的NUTEK／TCO节能建议条例，将省电时的功耗降至1W。
         
      目前达到能源之星和NUTEK／TCO要求的设计方案为VESA(视频电子标准协会)的DPMS标准。符合这些标准的显示器都具备电源管理系统，它是指当用户开机后长时间不使用时，显示器会自动转入节电的状态，屏幕上无任何显示。实现这一点，除了显示器要具备这一功能外，要求主机也要具有相应的功能，两者之间需相互配合。根据DPMS标准的规定，显示器是根据行场同步信号的有无来确定是否进入节电状态的，而且进入节电状态后，还要不断监视行场同步信号的状态，以便恢复正常显示。
         
      联想LXH-1569型数控彩显符合VESA的DPMS(显示电源管理信号)标准，即显示器可在正常模式、暂停模式和关闭模式三种模式下工作。如表10-3所示。
          1．正常模式
          当计算机处于正常工作状态时，同时得到两个同步信号，进人正常字符、图形显示状态。
         
      从电路图10-13和图10-22可知，由显卡输入的行、场同步信号使VT903、VT904导通，VT905截止，光电耦合器N903内的发光管截止，使光敏管处于截止状态，开关电源正常工作。同时，行同步脉冲经VT912、VT106放大后，输入到微处理器N101的39脚，场同步信号经VT107放大后，输入到N101的40脚。微处理器N101检测后，从N101的33、32脚输出经极性转换的行场同步信号，输入到行场扫描芯片N401的15、14脚，作为行场同步信号；另外从N101的12脚输出高电平，使VT109、VT111导通，VT111集电极输出12V电压，给行场扫描芯片N401(TDA4858)和推挽放大电路VT314、VT315供电。
          2．暂停模式
         
      如果鼠标或键盘长时间不工作，程序或系统将在DPMS模式下仍输出行或场同步信号，此时，VT903、VT904总有一个导通，因此，VT905截止，光电耦合器N903内的发光管截止，使光敏管截止，开关电源正常工作。
         
      另外，微处理器N101的39、40脚检测到只有行或场同步信号输入时，微处理器N101的12脚将输出低电平，使VT109、VT111截止，N401等电路因失去供电电压而停止工作，由于此时行场扫描电路等停止工作，所以功耗小于15W。在暂停状态下，只要动一下鼠标或键盘，主机显卡便输出行自动进入工作状态。
          3．关闭模式
         
      此时显卡同时停止输出行、场同步信号，使显示器“黑屏”并切断了几乎全部的电源输出。DPMS规定关闭电源时的最大功耗为8W，大多数显示器都不超过5W，甚至只有1W。
         
      当利用程序关机时，程序或系统将在DPMS模式下使之没有行场同步信号输人，于是VT903、VT904截止，C937的电压经R936、R937、R938分压后，使VT905导通，光电耦合器N903的光电二极管发光，光敏三极管导通，将8脚的5V电压加到2脚，使开关电源停止工作。
          四、电源电路故障检修
          1．开关电源的维修方法
          1）假负载法
         
      一般选60W灯泡作假负载，根据灯泡是否发光和发光的亮度可知电源是否有电压输出及输出电压的高低。若电源接上假负载后能正常工作，一般说明电源问题不大。
          2）串联灯泡法
         
      串联灯泡法就是取掉输入回路的保险丝，用一个60W／220V的灯泡接在保险丝座两端。当通入交流电后，如灯泡很亮，则说明电路有短路现象。另外灯泡的限流作用，可防止再次烧坏元件。排除短路故障后，灯泡的亮度自然变暗，最后取掉灯泡，换上保险丝。
          2．开关电源常见故障的维修
          1）无输出电压
          无输出电压时，故障现象为无光栅无图像。应重点检查保险丝。
          (1)保险丝熔断，且玻璃管严重发黑。说明电路存在严重短路，一般为交流滤波回路短路、整流二极管短路、直流滤波电容短路和开关管短路。
         
      (2)保险丝熔断，但玻璃管不发黑。为开机时的瞬间大电流冲击所致，如在开机瞬间大消磁电流和300V直流滤波电容充电电流而熔断。只要换一只相同容量规格的延迟式保险丝即可使机器恢复正常。
         
      (3)保险丝完好。此时应测量直流滤波电容上有无300V电压，如无300V电压，一般为充电限流电阻开路和电源进线有问题。如有300V电压，则可能为启动电阻开路、UC3842损坏、产生了过压或过流保护等。此时可测量UC3842的7脚电压(15～17V)，若无电压，则为启动电路损坏。若有电压，则可能UC3842损坏、产生了过压或过流保护等。
      判断UC3842是否损坏可用以下方法：用外接稳压电源给UC3842的7脚提供17V电压，测量其8脚有无5V电压输出，若无输出，说明UC3842损坏。
          2）输出电压过高
          输出电压过高主要是开关电源的稳压电路不良造成的，应重点检查此部分电路。
          3）输出电压过低
         
      输出电压过低一般是由于电源负载过重(特别是二次电源开关管、行管、行输出变压器性能不良等)造成的。此时，应断开电源电路的所有负载，单独加假负载，以区分是电源电路不良还是负载电路有故障。若断开负载电路，电压输出正常，说明是负载过重，若仍不正常，说明电源电路有故障。对于由电源引起的输出电压过低，主要有以下几点：
          (1)主电压整流二极管、滤波电容失效等；
          (2)电源其他负载有短路故障；
          (3)开关管性能下降，导致开关管不能正常导通，使电源的内阻增加；
          (4)开关变压器有匝间短路，不但造成输出电压下降、还会造成开关管过载损坏；
          (5)300V滤波电容容量变小，造成电源带负载能力差；
          (6)稳压控制电路不良，主要是误差取样、UC3842等损坏。
         
      另外，有些彩显(如联想LXH-1569型多频数控彩显)当节能电路工作或误动作时，会导致电源电路处于弱振状态，电源输出电压大幅度下降。因此，对部分彩显，当主电压输出过低时，节能电路也应作为检查的对象。
          五、电源电路检修注意事项
         
      (1)彩显均采用并联型开关电源，开关变压器初级电路与交流220V相连，为热底板。如果不加隔离变压器，人站在地上触及开关电源就会触电，另外用示波器测量开关电源时，就会形成交流电源短路和烧毁开关电源。
          (2)测量电源电路的电压时，应选好参考电位，因为开关变压器初级之前的地为热地，而开关变压器之后的地为冷地，二者电位不等。
          (3)对于无输出电压的电源，由于储藏在直流300V滤波电解电容中的能量也会无处释放，所以用万用表电阻档测量时，应先用电阻对其放电。
          (4)电源输出端的高频整流二极管与220V交流整流二极管因频率特性不同不能互换使用。
          (5)开关电源使用的交流保险管与普通保险不同，应具有抗瞬间冲击电流的特性。
         
      (6)彩显的电源电路多采用UC3842、UC3843、UC3844及UC3845等电源专用集成电路，这些芯片功能基本相同，仅启动和关闭电压不同。3842、3844启动和关闭电压为16V和10V,
      3843、2845为8.5V和7.6V。
      (7)有些具有节能的显示器当不输入行、场同步信号时，显示器的电源电路不能正常工作。因此，维修显示器电源时，也应在主机工作状态下进行维修。

刘三公

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