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[资料] 普屏西门子富士通显示器通电不开机蓝色电源指示灯闪烁不停的维修

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发表于 2019-4-2 07:48:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
 从以往维修经验来看,液晶显示器出现这种不能开机故障,一般是电源的故障。拆开一台显示器外壳,将电源板拆出,发现几个电容有鼓胀现象,将电容更换后,通电测量电源12V和5V输出电压都正常,认为故障已排除。但将电源板装回,故障依旧。再次将电源板拆出,仔细检查发现在电路板反面,在12V和5V电源直接有一个贴片二极管烧坏,从名称ZD920可以看出是一个稳压二极管。一般显示器上没有这个二极管,从一个正常工作的显示器上拆了一个二极管装上后,显示器恢复正常,但大约半个小时后,听到显示器发出轻微“啪”的一声,故障又出现,蓝色电源指示灯又开始闪烁。拆开显示器一看,这个二极管又烧坏了。一时找不到原因,上网查看,答案五花八门,有的说是普通的整流二极管;有的说是稳压二极管;有人说,可以用5W/10V稳压二极管1N5347代换修好。考虑到12V和5V只有7V的压差,潜意识认为用5W/7.5V稳压二极管1N5343代换要保险些,为保险起见,1N5347和1N5343各买了10只。

  将一只1N5343换上后,奇迹出现了,显示器马上恢复正常,连续几个小时都没有问题。为了验证网友的做法,又用一只1N5347更换上,显示器也可以正常工作,而且也是可以连续几个小时工作,看来这个稳压二极管是非常关键的元件。

  为了分析此稳压二极管的作用,根据电路板绘制出此电源的原理图如下图所示。

  从图中可以看出,此开关电源采用LD7552作为电源控制芯片,其中①脚接地端、②脚误差信号检测、③脚和⑦脚为电源供给、④脚振荡器外接电阻元件、⑤脚为空脚、⑥脚开关管电流检测信号输入、⑧脚开关管激励脉冲输出。用此芯片的开关电路使用元件较少,电路简单明了。但保护电路齐全,过压、过流、短路保护功能都具备,其中稳压二极管ZD921和二极管D922为12V电源提供过压保护,ZD921稳压值为12.2V,通过计算可知,当12V电源电压超出约16.5V时,IC921( TL431)R极电压超2.5V,IC921导通,使IC902光耦中发光二极管电路形成通路从而进行电压调节;稳压二极管ZD922和二极管D923为5V电源提供过压保护,ZD922稳压值为4.2V,通过计算可知当5V电源电压超出约8.5V时,IC921( TL431)R极电压超过2.5V,IC921导通,使IC902光耦中发光二极管电路形成通路而进行电压调节。IC902和IC903及相关元件组成负载短路保护电路,无论是12V还是5V输出短路,因为两路电源共用开关变压器T901次级绕组,都会导致5V输出电压为零,R922不能取得电压,致使IC902输出处于高阻状态,LD7552的②脚开路电压输出5V,为IC903( TL431)R极提供电压超过2.5V,IC903导通,LD7552的⑦脚电源电压被迅速拉低,⑧脚输出停止。过流保护由电阻R916提供,保护原理这里不再赘述。

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  此电源和其他显示器电源不同的是在12V和5V输出端跨接一个稳压二极管ZD920,为了检验此稳压二极管作用,将电源板进行带载试验,采用卡车的24V灯泡作为负载,其中12V的负载为24V/90W灯泡,折合功率12V时的功率为22W左右,其中5V的负载为24V/21W灯泡,折合功率5V时的功率为1W左右,基本与显示器的轻载情况相符,测试的情况见下表。

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  从表中数据可以看出,无论加装10V或者7.5V的稳压管,在各种带负载的情况下,5V电源输出基本正常,特别是在12V和5V电源两路都带负载的情况下,12V和5V输出都在正常范围内。但在不加装稳压管·的情况下,只有5V电源输出带载测试的结果,却是12V和5V两路电源输出偏差很大,分别达到了33.3V和3.3V,严重偏离了正常电压范围。但是,无论是否加稳压管,如果5V和12V两路电源都带负载,两路电源输出的电压又都很正常,而显示器正常工作情况下,是5V和12V两路电源都带负载工作的,那为什么不加稳压管显示器不能工作呢?

  从液晶显示器开机控制顺序以及此开关电源工作原理,可以分析出此故障产生的原因。

  液晶显示器工作所需电源电压一般有3种:12V、5V、3.3V。其中12V为背光板用电源,而5V和3.3V为控制板用电源,一般情况下,如果液晶显示器电源只有12V和5V两路输出的情况下,3.3V电源在控制板上由5V电源进行转换所得。在液晶显示器接通电源开机时,控制板首先正常工作进行显示器的参数读取及处理,然后发出显示器开机命令,控制背光板的背光开启以及液晶屏驱动电路工作。当检测到没有视频信号输入的情况下,延时几秒后,发出背光板及液晶驱动电路关闭命令,随即显示器处于待机节能状态。从显示器电源控制上可以看出,12V和5V电源在开机时是5V电源先有负载,然后是12V电源有负载。从此显示器电源测试表中已经看到,没有稳压管的情况下,5V的电源带载能力很弱,1W的负载功率会使其最终降低到3.3V,3.3V的情况下,控制板是无法工作的,不能发出显示器开机命令,最终导致12V无法带负载,在12V和5V两路电源不能同时带负载的情况下,12V和5V两路电源是不能恢复正常电压范围内。

  是什么原因导致在不加稳压管只有5V电源带负载的情况下,12V和5V两路电源输出达到了33.3V和3.3V,严重偏离了正常电压范围呢?这要从此电源结构特点分析,由于12V和5V两路电源共用开关变压器次级绕组,小型开关电源的内阻较大,体现在变压器的短路阻抗上,当12V和5V两路电源空载时,两路电源的内阻分担的电压较低,为了防止输出电压过高,电源PWM控制芯片通过稳压电路使开关管激励脉冲的占空比减小,实现稳压控制。当只有一路5V电源的输出时,随着5V一路电源的负载增加,5V电源所在的变压器绕组内阻分担电压增大导致5V的输出电压降低,由于稳压电路的电压取样取自5V电源输出,一旦检测5V电源电压降低,电源控制芯片LD7552增大开关管激励脉冲的占空比,提升5V电源输出,由于12V和5V共用次级绕组,而且12V没有负载,内阻较小,最直接的反应,是12V电压迅速提高,而12V提升的幅度又远大于5V的提升的幅度,由于5V的次级绕组内阻分担电压较大,又直接导致5V的输出电压进一步降低,最后电压降到稳压电路达到调节范围上限为止。加了稳压二极管后,由于稳压二极管的钳位作用,提升5V输出的电压同时降低12V端输出的电压,又因为此稳压二极管自身耗散功率较大,本身又是一个负载,使12V变压器次级绕组内阻消耗电压增加,进一步降低12V输出端电压,这样使5V和12V输出的电压趋于平衡,达到正常的范围内。

  这种电源设计存在一个缺陷,随着显示器使用年限增加,对24小时连续使用的工业计算机来讲,电源的次级直流滤波电容漏电流会增加,5V的负载会变重,如果计算机电源管理中设置了电脑不操作情况下,一段时间后会关闭显示器,显示器在操作系统电源管理下的关闭,不是完全意义上的切断电源,显示器中5V电源是一直处于有负载情况,此种负载虽小但加上电源滤波电容劣化所带来的负载上升,这种情况的待机状态下,会导致稳压管的负担很重,如果电源在设计时没有考虑到电源劣化带来的影响,一般选用的稳压二极管的功率非常小,这带来的直接后果是,采用这种电源设计的显示器,工作了几年后,都会陆续出现此类故障。

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