基于SG6841 LCD显示器开关电源故障检测与维修

摘要:由SG6841开关电源驱动器件构成的LCD显示器开关电源由于工作在高频、高电压启动以及输出大电流的状态下,极易发生故障。该文结合SG6841构成开关电源电路的工作原理,分析和总结基于SG6841 LCD显示器开关电源故障检测的方法和技巧。

关键词:LCD;脉宽调制;开关电源;检测;技法

中图分类号:TN873文献标识码:A章编号:1009-3044(2010)03-748-02

Fault Detection and Maintenance of The LCD Display's Switching Power Based on SG6841

GAO Zi-li

(Xuzhou Radio&TV University, Xuzhou 221006, China)

Abstract: The LCD Display's switching power which is made up of SG6841 switching power driver is easily to break down when it works in a state of high frequency, high voltage boot or heavy current output. This article combines the working principle of the switching power circuit which formed by SG6841 and analyses and summarizes the fault detection and maintenance of the LCD display's switching power based on SG6841.

Key words: LCD; pulse width modulation(PWM); switching power; detection; technical skill

SG6841是一款高性能固定频率电流模式控制器,属于电流型单端PWM调制器,具有电路简单、性能优良、电压调整率好等优点,广泛应用于LCD显示器等电子设备中作开关电源驱动器件。在实际应用中该电路常易发生故障。加上控制电路和保护电路较复杂,且各部分电路互有牵连,这些都给电路故障的检测带来了一定的困难。现结合电路的工作特点,通过对电路要点的解析,来阐述SG6841所组成的LCD显示器开关电源的检测方法与维修技巧。

1 SG6841的电路结构和工作原理

1.1 SG6841的电路结构

SG6841其内部主要由高压启动电流源、振荡器、基准电压发生器、功率输出、保护及欠压锁定等电路组成,结构框图如图1所示。

SG6841各引脚功能:

①脚GND:接地端。

②脚FB:稳压反馈控制信号输入端,外接 光耦用于控制PWM占空比实现稳压。

③脚Vin:启动电压输入端,SG6841开始工作必须在该端要提供一个启动电压。

④脚Ri:振荡频率设定端,外接时间常数元件R来并提供一个恒定的电流,改变电阻阻值将改变PWM的频率。

⑤脚RT:保护电路输入端,用于高压保护。

⑥脚Sense:开关管电流检测信号输入端,当电压达到阈值时芯片会停止输出,实现过流保护。

⑦脚VDD:电源电压端。

⑧脚GATE:开关管激励脉冲输出端,采用图腾柱式输出电路可直接驱动MOSEFT晶体管。

1.2 SG6841的工作原理

1.2.1 启动振荡电路

将300V直流电压VCC经启动电阻R1降压后加到SG6841的引脚③Vin启动电压输入端,并通过内部电阻对引脚⑦电源端外接电容充电,当VDD>16V时,启动电源工作,启动过程完成后反馈绕组感应电压经二极管D1整流和电容C1滤波后为SG6841提供维持正常工作的VDD电压。内部振荡器振荡产生锯齿波脉冲电压去触发控制SG6841内部PWM电路,并产生矩形开关激励脉冲,该脉冲经驱动放大后经引脚⑧输出,去控制MOS管使其工作在开关状态。其PWM频率范围为50KHz～100KHz。通过引脚④Ri端外接时间常数元件R2来并提供一个恒定的电流,改变电阻阻值将改变PWM的频率。

1.2.2 稳压控制电路

当输出电压升高时,通过电压取样和反馈回路去调节,该电路主要通过电阻、光电耦合器IC102和电压调节器IC103。当采样电压在与基准电压比较后,经误差放大器放大,去控制光电耦合器,其输出端接至SG6841的②脚FB端,经内部电路处理,去控制使SG6841的⑧脚输出驱动脉冲的占空比变小,输出电压下降,电压稳定。同样,当输出电压降低时,使脚⑧脚出脉冲的占空比变大,输出电压上升,最终使输出电压稳定在设定值。可见,FB端电压越高, Gate端输出脉宽也越宽占空比增大;FB端电压越低, Gate端输出脉宽也越窄占空比变小,从而实现PWM控制,使输出电压稳定。

1.2.3 保护电路

该电路具有欠压锁定保护、过压保护和开关管过流保护功能。

1) 欠压锁定保护

SG6841采用了欠压锁定电路,它的开启电压为16V,关闭电压为10,当VDD16V时,比较器输出为低电平,SG6841无法工作。当VDD升到16V时,欠压锁定器输出为高电平,SG6841正常工作,同时MOS管导通,使比较器反向输入端为10V。当VDD下降至10V时,欠压锁定器的输出回到低电平,整个电路停止工作。SG6841的7脚端设置了一个32V的齐纳二极管,保证内部电路绝对工作在32V以下,以防电压过高损坏芯片。

2) 过压保护

SG6841的⑤脚RT为保护电路输入端,URT

3) 过流保护

电流通过输出开关MOS管的源极串联的取样电阻Rs转换成电压。此电压由电流取样输入端⑥脚Sense开关管最大电流检测信号输入端监视,并与来自②脚的反馈控制信号FB端电平相比较。通常取样电阻Rs为一小电阻。当负载短路或其它原因引起功率管电流增加,并使取样电阻Rs上的电压升高。当Sense端的电压达到0.85V时,RS触发器的R端输入为低电平,从而Q非输出低电平,SG6841即停止脉冲输出,可以有效的保护功率管不受损坏,从而实现过流保护。

2 SG6841的电路关键点测试

2.1 启动电路

300V直流电压经启动电阻降压送至SG6841的引脚③启动端,因为SG6841 内部设有欠压锁定电路 , 其开启和关闭阈值分别为 16V 和 10V,即该脚启动时电压必须高于16V,当此脚电压低于10V的时候停止工作,只有当电压再次高于16V的时候才会再次工作。在电路中,引脚③启动电路端通过两个1MΩ的电阻接至300V DC输出端,可在AC输入90V～264V的范围内实现SG6841的有效启动。在SG6841正常工作后,其引脚⑦VDD电源电压端必须提供10V～30V电压为芯片供电。

该点为故障多发点, 当启动电压不正常时,一般为启动电阻阻值变大或烧坏;或外部相关的元器件损坏,如滤波电容漏电等,如果经查均正常,则为SG6841损坏。

2.2 Sense电流检测信号输入端

引脚⑥Sense;为开关管最大电流检测信号输入端,当Sense端的电压达到0.85V时,RS触发器的R端输入为低电平,从而Q非输出低电平,SG6841即停止脉冲输出,是电路停止工作。该检测点为电流检测控制点,当该点电压升高时,应检查相关检测电路,判别是由于取样电阻Rs阻值变化引起还是电流过大所造成的保护。改变Rs值即可改变其最大的输出功率。该点电压的变化可以有效的保护功率管不受损坏,从而实现过流保护。

2.3 RT保护电路输入端

引脚⑤RT为保护电路输入端,这时当URT

3 SG6841的电路故障检测实例

例1优派VE710S液晶显示器故障现象:黑屏。

分析与检修:开机测输出端电压没有输出,判断电源不正常,进一步检查C805两端有300V电压,测IC801各脚的电压,引脚⑤RT保护电路输入端电压异常,正常值应大于1V,这时只有0.5V,保护电路动作,测量Q803基极电压偏高,使Q803导通,初步判断故障是由电源电压过高引起的电路保护,关机后用万用表欧姆档测Q803和D808稳压管,经查正常,怀疑稳压电路有问题,断开D808使Q803截止,IC801引脚⑤保护解除,通电时要在交流电源输入端接入交流调压器并逐渐调高电压,检测电源输出12V电压是否正常,经查12V电压不稳定,说明稳压电路有故障,检测IC803 TL431 REF端电压为2.7V,比正常值略高,断电检测采样电阻R824和R825其阻值也正常,试更换IC802光电耦合器,故障排除。该故障为光耦性能不良所造成电源不稳压的故障,从而使电源保护电路动作,因此在维修时应注意各控制环路的作用,在断开保护时应采用降压供电的形式,查找出故障点,然后在恢复保护电路。

例2优派VE710S液晶显示器故障现象:全无。

分析与检修:开机全无,指示二极管不亮,说明电源未工作。测C805两端无300V电压,发现保险丝F901烧黑断裂。测Q801击穿,R811烧断;检查整个电源,尤其是与电源管Q801相连接的元器件要逐一检查,并将损坏元件全部更换,另需注意的是,只要电源管损坏,一般SG6841都将损坏,所以也要一并更换,元器件更换后,开机后一切正常。

本故障是由于电源开关管Q801击穿,导致R811、保险丝F901烧毁,并导致SG6841烧毁,主要电源开关管击穿,都将更换SG6841,这样可以防止再次引起大面积的元件烧毁。

例3AOC LM729液晶显示器故障现象:黑屏。

分析与检修:通电开机测量电源无输出,初步判断电源停振不工作造成,经查300V电压正常,断开电源,测量开关MOS管和发射极电阻阻值均正常。在通电测IC901 SG6841关键点电压,引脚③启动电路端经测量电压只有4.6V,正常值应为16.5V,该点电压偏低,检查启动电阻R906发现阻值变大,用1MΩ电阻将R906更换后,开机恢复正常。

参考文献:

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