LED液晶电视是相对于LCD液晶电视而言的,LED液晶电视与LCD液晶电视相比,具有节能、超薄、亮度高等优点。LED液晶电视进入市场的时间虽然不长,但发展很快,而且随着LED液晶电视价格的大幅下降,其市场的销量已大超过LCD液晶电视,成为购买液晶电视消费者的首选。LED液晶电视出故障后又如何进行维修呢?让我们从LED液晶电视的结构开始来共同探讨这个问题。

        早期,国内外主要彩电生产厂家生产的LED液晶电视均已形成产品系列,屏幕尺寸涵盖19英寸~55英寸。图1是两台拆去后盖后的LED液晶电视实物图。图1a为长虹ITV46920DE型LED液晶电视实物图,图1b为长虹LED32864型LED液晶电视实物图。

一、LED电视与LCD电视的结构差别

        在图1a中,我们看到了四块电路组件板,这四块电路组件板是什么样的组件板呢?左边靠上方的电路组件板为开关电源+背光灯驱动组合电路板,此组件板与LCD液晶电视机中的整合型电源组件板相似,也由开关电源和背光灯驱动电路组成,只不过在LCD液晶电视中,背光灯驱动电路驱动的是CCFL灯管,而在LED液晶电视中,背光灯驱动电路驱动的是LED发光二极管。左边中间较小的电路组件板和右边的电路组件板为信号处理板(又称“主板”或“数字板”),这两块电路组件板的作用与LCD液晶电视机中的信号处理板的作用完全相同,也是对输入的TV信号、AV信号、Y/C信号、vGA信号、HDMI信号、USB信号、遥控信号和本机键控信号等信号进行处理,然后输出对开关电源、背光灯驱动电路、上屏电压形成电路等电路的工作状态进行控制的控制信号和LVDS上屏信号。左边下部安装在金属屏蔽盖下面的电路组件板是逻辑板,这块电路组件板的作用与LCD液晶电视中的逻辑板的作用完全相同。


        再看图1b,该LED液晶电视也由四块电路组件板组成,该机中的四块电路组件板又是什么组件板呢?左边这块电路组件板是电源组件板,其作用与LCD液晶电视中独立型开关电源相同;中间这块电路组件板是背光灯驱动组件板,其作用是产生驱动LED背光灯的驱动电压,它与lCD液晶电视中的独立背光灯驱动电路组件板的作用相同,只不过LCD液晶电视中的背光灯驱动电路产生的是正弦波脉冲电压,而该驱动电路产生的是直流电压;右边这块电路组件板是信号处理板,上部安装在金属屏蔽盖下面的电路组件板是逻辑板,信号处理板和逻辑板的作用与LCD液晶电视中的信号处理板和逻辑板的作用完全相同。
        了解LED液晶电视的组成结构后,我们发现,LED液晶电视和LCD液晶电视一样由液晶屏、开关电源、信号处理电路和背光灯驱动电路四大部分组成,差别仅在液晶屏内部的背光灯和背光灯驱动电路。
二、LED液晶屏的特点


        LED液晶电视中的液晶屏和LCD液晶屏一样,同样采用组合结构,也由屏组合体、逻辑板和背光灯驱动电路(由于LED背光灯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”)三大部分组成。图2为三星公司生产的46英寸LED屏(LTA460HF07)中的逻辑板实物图。将该图中的实物与LCD液晶屏中的逻辑板实物进行对比,不难看出,两者确实没有什么区别,都是输入LVDS信号,输出行列驱动信号。

        图3是一台32英寸LED液晶屏中的屏组合体,与LCD液晶屏组合体一样,从其外部结构看,正对观众的这一层仍为液晶层,液晶层相邻两边的软排线上也安装有行列驱动专用集,成块。液晶层以下各层为如图4所示,它也由扩散板、导光板等类似有机玻璃的薄板组成。

        在液晶屏的组合体中,取走液晶层、扩散板、导光板等组合层后,我们就可看见如图5所示屏内的LED背光灯了。图1b中的32英寸LED液晶电视液晶屏中的背光灯安装在屏的上下边缘,见图5。这种结构称为“侧光式背光方式”。LED液晶电视还有一-种“直射式背光方式”,它的驱动电路比侧光式背光方式复杂得多,电路成本也高得多。目前,LED液晶屏的背光灯绝大多数采用侧光式。侧光式的优点是可降低液晶屏的厚度,液晶屏的厚度降低后,整机的厚度自然也就会降低。


        侧光式背光灯由若干只LED串联组成一个灯组,习惯上将这个由发光二极管组成的灯组称为“灯条”。同尺寸的LED屏不仅灯组的数量不同,而且每个灯组所包含的发光二极管的数量也不同。屏幕越大,灯组的数量越多。一般来说,32英寸LED液晶屏通常有四个灯组,46英寸LED液晶屏通常有6个灯组。
         在LED液晶屏中,背光源中的LED二极管导通电压在2.6V~4V之间。图6为LED二极管组成的背光灯组结构实物图。


三、LED液晶电视的整机组成
        前面已经简要介绍了LED液晶电视的内部结构和LED液晶屏的结构,下面让我们以长虹ITV46920DELED液晶电视为例,向大家介绍LED液晶电视的组成情况。
        前面介绍长虹ITV46920DE型LED液晶电视的内部结构时,谈到了该电视机主要由信号处理板、ITV板、逻辑板、开关电源+背光灯驱动电路,四块电路组件板组成。实际上,安装在这四块电路组件板上的电路按其作用可分为开关电源、背光灯驱动电路、信号处理电路、逻辑板四大部分。图7为该LED液晶电视的组成框图。图7中的集成块U39为主芯片,该芯片内置视频信号处理、A/D变换、变频处理、上屏信号形成、微处理器、音频信号处理等电路。


        在图7中,射频电视信号经高频调谐器处理后,得到音频信号和视频信号直接输往主芯片U39;从相关信号输入接口输入的AV信号、Y/C信号、VGA信号AV音频信号ITV音频信号、升级信号和本机键控及遥控信号也直接送往主芯片U39;USB信号和ITV信号经ITV组件处理后,分别输出音频信号和色差分量信号,其中:音频信号直接送往集成块U39,色差分量信号则送往集成块U49,U49为色差分量信号切换开关,从HDTV信号输入接口输入的HDTV状态下的色差分量信号进入集成块U49后,在主芯片U39输出的切换信号控制下,对来自ITV组件和HDTV信号输入接口的色差分量进行切换,切换选择后的信号再送往主芯片U39。
        该机设计了两组HDMI信号输入接口,两组HDMI信号由专用HDMI信号切换集成块U5进行切换选择,HDMI信号进入集成块U5后,在主芯片U39.输出的控制信号控制下,选出对应状态下的HDMI信号送往主芯片U39。
        不同视频信号进入主芯片U39内部电路后,首先由内部的视频信号切换开关进行切换,切换后的视频信号分为两路: : 一路从U39相关脚输出,送往集成块U48,经U48内部的放大电路放大后,送往视频信号输出接口,作为视频信号输出接口的信号源;另一路则从芯片内部送往视频信号处理电路,由视频信号处理电路进行同步分离、色度信号解调和亮度信号处理,产生后续电路所需要的色差分量信号、同步信号和亮度信号。
        在主芯片U39内部,来自集成块U49的色差分量信号和来自视频信号处理电路的色差分量信号经其色差分量信号切换开关切换选择后,输出对应状态下的色差分量信号送往A/D变换电路,由A/D变换电路进行A/D变换,变换后得到的数字信号直接送往变频处理电路。同时,,来自HDMI切换电路和来自VGA信号输入接口的VGA信号也经主芯片U39内部的相关电路处理,得到数字信号后送往变频处理电路。
         该机的变频处理电路主要由集成块U21、U27和主芯片内部相关电路组成。U21、U27为帧存储器,不同格式信号经变频处理电路处理得到归一化格式的数字视频信号后直接送往LVDS信号形成电路形成LVDS信号。在该机的信号处理电路中,LVDS信号形成电路形成的LVDS信号并没有直接送往液晶屏上的逻辑板,而是送往画质改善电路进行画质提高。该机的画质改善电路主要由集成块U11、U8组成。LVDS信号经画质改善电路处理后,最后从集成块U11输出LVDS信号送往逻辑板。
        该机的音频信号处理电路主要由集成块U19、U22、U47和主芯片U39内部相关电路组成。其中,U19完成vGA音频信号和HDTV音频信号的切换,U47为音频放大器,U22为伴音功放。vGA音频信号和HDTV音频信号经U19切换后直接送往主芯片U39,U39内部除设计有音频信号处理电路和模拟音频转数字音频信号外,还设计有音频信号切换开关。不同音频信号进入主芯片U39后,首先由其内部的音频信号切换开关进行切换选择,选出的音频信号分为两路:-路从U39相关脚输出后,送往集成块U47,经U47放大后送往音频输出接口,作为音频输出接口的信号源;另一路不再输出,而直接送往U39内部的音频信号处理电路进行处理,然后以数字音频的方式输出送往伴音功放,经伴音功放放大后送往扬声器。
         该机的控制系统电路主要由程序存储器(FLASH)U24、用户存储器U23和帧存储器U21、U27中部分电路以及主芯片U39中的部分电路组成。控制系统电路输出的控制量有I2C总线控制量和模拟控制量两种。控制系统电路输出的重要模拟控制量主要有对开关电源的开/待机控制量和对背光灯驱动电路的启动控制量。
         该机的开关电源和背光灯驱动电路设计安装在一块电路板上。只要电视机上的电源开关接通,开关电源+背光灯驱动电路组件板就有待机电压输出,为信号处理板中的控制系统电路提供待机工作电压。二次开机后,只要开关电源+背光灯驱动电路组件板无故障,控制系统电路有正常的背光驱动启动电压输出,背光驱动电路就有正常的背光驱动电压送往液晶屏内部的LED上,电视机就会出现光栅。

        与LCD液晶电视中的开关电源和背光灯驱动电路样,LED液晶电视中的开关电源和背光灯驱动电路有两种电路结构形式:独立型和组合型。独立型是指LED液晶电视中的开关电源和背光灯驱动电路由两块独立的电路组件板组成;组合型是指LED液晶电视中的开关电源和背光灯驱动电路设计安装在一块电路板上。

四、LED液晶电视中的开关电源

        LED液晶电视中的开关电源通常由进线滤波器和交流220V整流滤波电路、待机电源、PFC电路、主电源和过流、过压保护等电路组成。

1.进线滤波器和交流220V整流滤波电路

        图8为长虹ITV46920DE型LED液晶电视(注:该开关电源的电路原理图见本期中心图)开关电源中的进线滤波器和交流220V整流滤波电路。图8中的VX801S为压敏电阻,起过压保护作用。该电阻的特性是当加在电阻两端的电压高到--定程度时击穿短路。电阻击穿短路后,接在电阻前面的保险丝FS801S就会熔断,从而有效避免市电过高导致开关电源过压损坏。所以,通常也将VX801S称之为“过压保护电阻”。

        MT801S、R8201、DB806、NT801S组成浪涌电流消除电路。电视机工作在待机状态时,由于开关电源中的主电源不工作,无+12V电压输出,继电器ML801S初级线圈中无电流流过,继电器中的常闭触点断开,交流220V电压经NT801S、LX801S、LX802S加到交流220V整流滤波电路上。当用遥控器或本机键开机电视机由待机转为正常工作后,开关电源中的主电源输出的12V电压经R8201加在继电器ML801S初级线圈上,初级线圈中流过的电流产生磁场,使继电器中的常闭触点接通,交流220V电压经继电器、LX801S、LX802S加到交流220V整流滤波电路上。
         图8中的进线滤波器由两级组成,第一级由CX801S、LX801S、CX802S组成,第二级由LX802S、CY802S、Cx802S组成。两级进线滤波器接在电源开关与桥式整流滤波电路之间。
         从图8电路结构可以看出,除浪涌电流消除电路外,其他电路不仅与LCD液晶电视开关电源中电路结构相同,还与部分CRT彩电开关电源中电路结构相同。这说明,LED液晶电视开关电源中的进线滤波器和交流220V整流滤波电路与LCD液晶电视开关电源中的电路相比并没有什么特别之处。
2.待机电源


         图9为长虹ITV46920DE型LED液晶电视开关电源中的待机电源,该电路主要由ICB801( ICE3B0365J )、TB8015、PCB801S、ICB851等元件组成。待机电源的工作过程如下:电视机上的电源开关接通后,交流220V整流滤波电路输出的约300V电压经DP801、BM802、BM803、TB801S的⑥-⑤绕组和FB801加到ICB801的④、⑤脚上。④、⑤脚内接开关管和启动电流源,加在④、⑤脚上的电压进入集成块内部电路后,通过电流源对集成块⑦脚外接电容CB807进行充电。当充得的电压达到8.5V以上时,集成块内部的振荡电路开始振
荡,产生约100kHz的脉冲信号,经内部相关电路处理后输往内部开关管的控制极,控制开关管的工作状态。集成块内部的开关管工作后,在开关变压器TB801S的⑥-⑤绕组中形成变化的电流,然后通过互感作用将能量传送到开关变压器TB801S的次级。
        待机电源进入正常工作后,开关变压器TB801S②-③绕组输出的脉冲信号经DB807整流,CB809、CB812滤波后,得到约17V电压经DB811加到集成块⑦脚,作为集成块ICB801稳定工作时的工作电压。
        TB801S④-③绕组输出的脉冲信号经DB809整流、CB816滤波后,得到约20.2V电压。该电压分成三路:一路经RB806送往开待机控制电路,作为待机控制电路的工作电压;第二路送往欠压保护电路QP805的发射极,作为QP805的工作电压;第三路加到QB801的D极,通过QB801送往主电源和PFC电路,作为主电源和PFC电路的工作电压。
        TB801S⑦-⑨绕组输出的脉冲信号经DB853整流、CB855滤波后,得到+5VSB电压,通过插座CNM801送往主板(信号处理板),作为电视机在待机状态时的工作电压。
         待机电源中的稳压电路由RB852、RB859、RB856、RB857、RB830、ICB851 PCB801S等元件组成。该稳压电路与LCD液晶电视开关电源中常见的稳压电路的结构和工作原理相同。待机电源在电源开关接通后即进入正常工作状态,输出+5VS、+20.2V电压。
3.待机控制电路


         图10为长虹ITV46920DE型LED液晶电视开关电源中的待机控制电路。该电路主要由QB851、PCB802S、QB801组成。与相当部分LCD液晶电视机开关电源中的待机控制电路一样,该待机控制电路也是通过对PFC电路和主电源中的驱动脉冲形成电路的供电电压进行控制来实现开/待机控制的。
       待机控制电路中的QB851为待机控制管,其工作状态受信号处理板输出的开/待机控制电压控制。QB801、PCB802S、zDB803、DB805、RB808等元件组成单管稳压电路。
       电视机在待机状态时,主板输出的开/待机控制电压(PS_on)为低电平,QB851截止->PCB802S截止->QB801的控制极(G极)无电压截止->QB801源极(S)无电压输出。此时,主电源和PFC电源中的电源专用集成块因无启动电压而不工作。
       用遥控器或本机键开机,电视机由待机状态转为正常工作状态后,信号处理板输出的开/待机控制电压(PS_ON))由低电平变为高电平,QB851导通->PCB802S导通->待机电源输出的20V电压经R806、PCB802S、RB808加到QB801的控制极->QB801导通->20V电压经由QB801 PCB802S、ZDB803、DB805、RB808等元件组成的单管稳压电路稳压后,从QB801的源极输出约15.28V电压,送往主电源和PFC电路中的专用集成块,启动主电源和PFC电路进入工作状态。
        图10中的RP824、RP825、RP826、zDTM801、QP805、QP807等元件组成PFC电压过压保护电路。RP824、RP825、RP826为偏置电阻,作用是为ZDTM801提供偏置电压。PFC电路输出的PFC电压在正常范围时,ZDTM801不工作,QP805因基极电压较高截止,QP805截止后,QP807基极无工作电压也处于截止状态,此时由RP824、RP825、RP826、ZDTM801、QP805、QP807等元件组成的电路相当于从电路中断开,对待机电路的工作状态无影响。
        当PFC电路工作异常导致其输出的PFC电压升高到正常的设计范围时,PFC电压经RP824、RP825、RP826加到ZDTM801的控制极后,ZDTM801就会导通,QP805.QP807也随之导通。QP807 导通后,QB801将因控制极由高电平变为低电平而进入截止状态,使源极无电压输出,截断主电源和PFC电路中驱动脉冲形成电路的供电,迫其停止工作,从而实现对主电源和PFC电路的保护。
4.主电源


       图11为长虹ITV46920DE型LED液晶电视开关电源中的主电源电路。主电源电路主要由ICM801(CM33067P )、TM801S、PCM804S、zDTM851、TM803、QM813、QM814、QM815、QM816等元件组成。
       主电源的工作过程如下:用遥控器或本机键开机后,开/待机控制电路中QB801的S极输出的电压(15.28V)-旦加到CM33067的15脚上,集成块内部的振荡电路就会启动产生振荡脉冲信号。该信号经集成块内部相关电路处理后形成相位相反的驱动脉冲信号分别从集成块的12、14脚输出。
       12、14脚外接由两组对管(QM815和QM816、QM813和QM814)组成的全桥结构缓冲放大器,其作用是对驱动脉冲形成电路形成的脉冲信号进行放大,以满足后续电路的要求。QM804、QM805为开关管。当12脚输出的脉冲为正、14脚输出的脉冲为负时,QM815、QM813导通,电流经vCC->QM815->CM823->TM803初级->QM813->地,并在TM803初级形成上负下正的脉冲电压,该脉冲电压经TM803感应到次级,在次级上部绕组形成上正下负的脉冲电压,下部绕组形成上负下正的脉冲电压,当12脚输出的脉冲为负、14脚输出的脉冲为正时, QM816、QM814导通,电流经VCC->QM814->TM803初级->CM823->QM816->地,并在TM803初级形成上负下正的脉冲电压,该脉冲电压经变压器TM803感应到次级,在次级上部绕组形成上负下正的脉冲电压,下部绕组形成上正下负的脉冲电压。
       变压器TM803次级绕组感应的脉冲电压分别加到开关管QM804、QM805的控制极,使其轮流导通,并在开关变压器TM801S初级中形成变化电流,然后通过互感作用在次级产生感应脉冲电压。
       开关变压器TM801S次级①-③绕组输出的脉冲信号经DB851DB853、CM851组成的整流滤波电路整流滤波后,得到约130V的直流电压送往IED背光驱动电路,作为电路中部分电路的工作电压。
       TM801S次级②-④绕组输出的脉冲信号经DB852、DB854、CM871、CM872、CM873等元件组成的整流滤波电路整流滤波后,得到约12V的直流电压输往信号处理板和背光驱动电路,作为其部分电路的工作电压。
        主电源中的稳压电路主要由ZDTMS51、PCM804S、RM853、RM854、RM866和集成块ICM801⑧脚外接元件及其内部相关电路组成。工作原理与一般彩电中稳压电路相同。
5.PFC电路


        图12为长虹ITV46920DE型LED液晶电视开关电源中的PFC电路。该电路主要由ICP801( FAN7530)、LP801、QP801等元件组成。由集成块FAN7530组成的PFC电路在LCD液晶电视开关电源中应用较普遍,其工作原理大家很熟悉,故不再对该电路进行分析。
6.开关电源中的软启动和保护电路
        图13为长虹ITV46920DE型LED液晶电视开关电源中的软启动和保护电路。该电路主要由主电源中的集成块ICM801 (MC33067) 和ZDTM801、 QB802、ZDTP801等元件组成。
        该开关电源的设计思想是不仅要主电源工作滞后PFC电路,还要PFC电路不工作时主电源也不工作,同时,当PFC电路出故障导致PFC电压过高时,切断PFC电路和主电源电路驱动脉冲形成电路的供电,使其停止工作。
        图13中的ZDTM801、QB802组成软启动延迟控制电路。该电路的作用是使电视机二次开机后,主电源集成块ICM801的软启动脚的外接电容在PFC电路没有工作之前不进行充电。只有当PFC电路进入正常工作状态后再进入充电状态。


        由zDTM801、QB802组成的软启动延迟控制电路的工作过程如下:用遥控器或本机键开机后,待机电源输出的vcC电压( 15.33V )虽然分别同时加在了主电源和PFC电路的驱动脉冲形成电路的专用集成块上,但若PFC电路不工作,无法通过电阻RM838、RM837、RM836、RM835、RM834为ZDTM801提供正常的工作电压,ZDTM801将处于截止状态。ZDTM801截止后,VCC电压经R M832、RM825、ZDM809加到QB802的基极,使QB802饱和导通。QB802的集电极与ICM801的软启动控制脚11脚相连,因此ICM801的11脚电位被强制拉到地,IC801内部电路无法对其外接电容进行充电,主电源驱动脉冲形成电路虽然有供电电压,但也无法启动进入正常工作状态。
        PFC电路正常工作后,PFC电压经RM838、RM837、RM836、RM835、RM834加到zDTM801的控制极,ZDTM801导通,QB802截止,主电源开始工作。QB802 截止后,ICM801内部电路开始对11脚外接电容进行充电,当充电电压上升到一定幅度时,集成块内部的振荡电路启动进入振荡状态产生振荡脉冲信号。
        QP805、QP807、ZDTP801组成PFC电压过压保护电路。开关电源中的PFC电路工作正常时,PFC电压经过RP824、RP825、RP826降压后,不足以使zDTP801进入工作状态,ZDTP801截止后,QP805、QP807也截止。这时,由QP805、QP807、ZDTP801组成的电路相当于从电路中断开,对开关电源中的其他电路的工作状态无影响。当PFC电路工作异常导致其输出电压异常升高时,ZDTP801将由截止转为工作状态。zDTP801工作后,QP805导通,此时,来自待机电源的20V电压将通过QP805、RP838、RP831加到QP807的基极,使QP807饱和导通,QB801控制极无工作电压进入截止状态,源极无vCC电压输出,此后,主电源和PFC电路中的驱动脉冲形成电路会因无供电电压而停止工作。

       从上面的分析可以看出,LED液晶电视开关电源与常见的LCD液晶电视开关电源的电路结构并没有多大差别,因此,我们在维修LED液晶电视开关电源时,完全可以照搬LCD液晶电视开关电源的维修方法。