上期文章中《采用SEM2005方案的高压板电路原理与故障维修》已经介绍了液晶显示器的背光灯(CCFL)需要很高的交流电压才能够点亮，但是电源电路或外置电源适配器提供的电压最高也不过十几伏，因此就需要一个电压变换电路来把电源电压转换成适合CCFL正常工作所需要的电乐，这个电路就是高压逆变电路(即Inverter)。日前高压逆变电路应用最多的芯片就是TL1451.0Z960等。高压逆变电路的组成方框图如图1所示。

       从图1大家可以看出，液晶显示器的高压逆变电路和TWO WAY架构的CRT显示器高压电路差不多.所不同的是LCD高压电路多了亮度调节的控制接口，输出电压比较低(最高不过2kV)，采用的多是贴片元件，体积非常小最终输出的是高频正弦交流电，而非CRT显示器高压电路所需要的直流电。

        本电路故障率高居液晶显示器故障之首，我们通过对一款采用TL1451为控制芯片的四灯高压板电路的剖析来介绍高压逆变电路的维修方法。TL1451芯片在开关电源电路LCD显示器高压逆变电路都有广泛的应用，和UTC1451芯片引脚功能完全相同。
        该芯片由基准电源、对称三角波振荡器、误差放大器、定时器和PWM比较器等部分组成，利用它可以组成各种开关电源和控制系统，不仅能使开关电源和控制系统简化，容易维修，降低成本，而且更重要的是能降低系统的故障率，提高系统设备运行的可靠性。它适应电源电压范围宽，可以在3.6V~40V的单电源下工作，具有短路和低电压误动作保护电路。为了便于读者理解其工作原理，给出内部结构图如图2所示。


        图3是TL1450在Panasonic-LC40液晶显示器高压逆变电路的应用电路图。
一、工作原理


          从图3可以看出，这是一个采用两两并联方式的四灯驱动电路，两个主驱动电路结构基本相同，因此为便于叙述清楚，本文只以IC2这路为例，来讲述其工作原理。
1.Inverter启动
         在需要点亮显示器时，CN1的第⑤脚接收到控制电路传来的高电平开启指令，此高电平加到Q1的④脚，Q1的④脚接受的高电平最终使其②~③脚间的晶体管导通，电源适配器供给的+14V电压通过Q1的②~③脚加到PWM控制芯片IC2(TL1451)的电源供电⑨脚，其中C1、C29、是IC2的供电滤波电容，当其上电压超过3.6V时，TL451内部三角波发生器开始振荡，从10脚输出脉宽受控的驱动脉冲，控制Q3、Q2的导通程度，即提供给Q4可变的工作电压，Q4及T1组成的变压器耦合自激振荡电路得电工作，产生点亮cCFL所需要的高频高压。
         Q1型号为FMC2，是SMD封装的双三极管元件，内含偏置电阻器，维修时如没有原装配件可以采用分立元件按照其内部结构组合代替，T1、T2分别选用2N5551、2N5401代替，电阻取值均为22kΩ。
         Q3的型号为FMY1，是SMD封装的孪生对管元件，不含偏置电阻器，内部三极管基本参数为60V 150mA 300mW ;PNP管ft=140MHz、NPN管ft=180MHz，维修时没有原装配件可以参考此参数选择代用元件。

2.TL1451的工作过程
        当TL1451加电后，其内部基准电压源首先工作，此时能够输出具有温度补偿的2.5V基准电压。该电压不但供给TL1451片内所需，还通过16脚供给片外作为基准电压使用。然后启动其内部三角波振荡器。其振荡频率由①、②脚外接的定时电阻Rt、定时电容Ct大小决定。本电路当Ct=680pF，Rt=15k时，从芯片①脚和②脚输出三角波频率为98kHz，其幅度为1.4V>2.0V。三角波振荡器产生的对称三角波加到PWM比较器1和PWM比较器2，经过变换整形后从⑦、10脚输出PWM脉冲(本电路⑦脚末用)。
         由于CCFL启动时需要较高的电压才能够点亮，因此在启动时供给后级高压振荡电路的供电电压也要较高。前面已经说过，TL1451从10脚输出脉宽受控的驱动脉冲，控制Q3、Q2的导通程度，来提供给Q4可变的工作电压。这样启动时就要求①脚输出的脉冲宽度必须较宽才行，而长时间导通会对开关调整管Q2不利。因此本机通过R8、R5、D11这几个元件在启动瞬间改变10脚脉冲频率，从而满足启动cCFL时高压供电的需求。在启动瞬间L1右侧电压为零或较低(在亮度设定较低唤醒时)，经过R8、R5的电流不足以使D11导通，此时定时电容由C26、C27串联组成，由于电容串联后容量变小(本例为340pF)，因此三角波振荡器振荡频率升高(近似于倍频)。在达到cCFL的启动电压要求后，D11导通，相当于C27短路，定时电容仅由C26完成，三角波振荡器振荡频率降低。
        TL1451具有性能一致的两个误差放大器，输出的PWM脉冲宽度受误差放大器输出电平影响，因此改变误差放大器输人端的电平就可以控制其PWM脉冲宽度。本机是通过改变其④脚与③脚的电平来实现的。
3.亮度调节及逆变供电电路
       亮度调节及逆变供电电路由IC3、Q3、Q2、D1、D2、L1及其他外围元件组成。其主要作用是为末级输出电路提供受控的供电电压，以便于实现亮度调节。
       IC3内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用。控制电路将亮度调节信号以PWM脉冲的方式给IC3的③脚即运放同相输入端，其输出端与反相输入端短接，组成一个电压增益为1的放大器，将亮度调节电平放大后，经过D9隔离R23、C21积分后，通过R22、R34送人IC2的④脚和13脚，调整PWM脉冲宽度，即改变了末级高压形成电路的供电电压，最终改变了高压幅度，也就改变了CCFL的亮度，实现了亮度调节的目的。
       IC2 10脚输出的PWM脉冲经过Q3缓冲放大后激励Q2，Q2工作于开关状态。Q2、L1、D1、D2组成斩波型降压开关电路。Q2导通之时，+14V向L1及后级负载供电，负载上流过的电流为L，Q2关断时，L1中的电流并不能立即消失，由于其自感作用，其电压极性反转，储存在L1中的能量将通过续流二极管向负载供电。开关频率一定时，Q2导通时间的长短就决定了输出电压的高低。
4.末级高压形成电路
        末级高压形成电路由Q4、T1、C3等元件组成，这是一个典型的变压器耦合自激振荡电路。电路靠变压器原、副绕组同名端的正确连接来满足自激振荡的相位条件，即满足正反馈条件。而振幅条件的满足，一是靠合 理选择电路参数，使放大器建立合适的静态工作点，其次是改变反馈绕组的匝数，或它与初级绕组之间的耦合程度，以得到足够强的反馈量。稳幅作用是利用晶体管的非线性来实现的。Q4为SMD封装的双三极管结构其内部具有两个性能完全一致的 IP:型三极管(原型为2SD1802.参数为60V3A 1.5W)。 T1副边绕组感生的高压通过C5、C6及接插件CN2给cCFL供电。因为变压器耦合自激振荡电路振荡波形为标准的正弦波，恰好适合cCH的供电要求，因此可以简化末级电路的设计。
5.保护电路
        TL1451内部具有定时锁定式短路保护电路，其②、12脚内部的比较检测器具有两个反相输人端和一个同相输入端，它能分别检测出两个误差放大器输出电压的大小，只要其中一个小于基准电压的一半(1/2Vref=1.25V)时，电压比较器的输出即为高电平。该输出电压触发定时回路，从而使基准电压通过15脚向电容C23充电;当C23上的电压达到晶体管的基-射电压(0.6V)时，误差放大器的输出还没有恢复到正常电压范围，锁定电路置位。锁定电路一旦置位，输出激励晶体管基极偏置被切断，停止PWM脉冲输出，从而保护了后级电路和设备。本电路所有保护电路都是在这个基本功能上扩展实现的。
         过压保护;当意外原因造成末级高压形成电路供电电压超过15V时，有可能造成T1或cCFL损坏，此时ZD1击穿，IC2的11脚(死区时间调整端)电压超过2.5V，其PWM脉冲占空比为0，末级高压形成电路失电。
         欠压保护:系统刚上电或者意外原因使IC2供电电压不足3.6V，其输出驱动晶体管很可能因为导通不良而损坏，因此IC2内部设置了欠压保护电路，当电源电压低于正常工作的最低值时，通过检测基准电压的电平，置位锁定电路，使输出驱动晶体管截止。
         高压过流保护:Inverter高压通过CCFL后在R9上产生随工作电流变化的交流电压，CCFL通过电流越大，R9两端电压越高，此电压经过D4整流.C8滤波后与亮度调节电压作用于相同的控制电路上。当cCFL电流超过设定值时，经过R34加到IC2④脚电压升高，内部误差放大器输出电平超过1.25V，定时电路开始工作，C23开始充电。同时经过R34.R33加到IC2⑤脚电压也升高，当C23上电压达到0.6V时锁定式短路保护电路启动。此电路在未达到保护值时还用作误差放大器的取样，以便IC内部据此调整输出脉冲的PWM宽度，给CCFL提供一个比较稳定的电流。
        [提示]BA9741和TL1451可以相互代换，只需要更改RT的阻值，一般BA9741用8.2k，而TL1451用6.8k左右，CT均为680pF电容。
二、检修实例
        例1:一台明基FP557S液晶显示器间歇性黑屏，插电开机后，画面一亮一暗，且电源指示灯伴有闪烁。分析检修:间隙黑屏，说明高压时有时无，高压不能正常满足PANEL的需求。可以排除主板的问题，因为屏幕图像是有的，说明主板的对图像信号处理是正常的，只是由于灯管时亮时暗导致这种现象。所以针对电源板进行维修。一般电源分为供电、降压、升压三大部分，那么该故障到底是出在哪部分呢?
        降压部分我们可以排除，因为刚才证实主板是正常的，所以降压应该没有问题，现在只要判断是供电还是升压部分。先断开PF751(保险电阻)，把高压和供电分开，然后再插上电源，发现屏幕不亮了，指示灯也不闪了，只是呈现很暗的画面，现在可以肯定是升压部分有问题。
         维修高压电路部分也要有一定的维修方法。可以把高压部分为三部分:两个分支端和它们的公共端。两个分支端是供给PANEL两个灯管升压的两个对称的线路。它用的是TL1451双PWM脉宽调制来驱动两个对称的线路。所以判断哪个支路有问题，只要断开该支路即可。首先来断开TL1451第①脚输出，开机发现现象还是跟以前一样。再将TL1451第⑦脚断开，开机出现画面亮一下然后就暗了，之后画面再也没有亮起来，且电源指示灯也不闪了。
        断定是TL1451第⑦脚驱动线路有问题。该支路就是由几个三极管和LC振荡器组成。用万用表可以方便地测试出来，通过测试发现是Q740三极管击穿。Q740和Q739是轮流导通来驱动LC振荡器，当Q739来驱动LC振荡器时，升压正常，而当轮到Q740来驱动LC振荡器时，由于Q740击穿，此时无法正常升压，就出现我们所看到的故障现象。更换Q740后显示正常。
         例2:实达LM720液晶显示器冷机开机显示正常，约十几分钟后黑屏。再重开机一闪就灭，有图像暗影，确定高压板有问题。分析检修:拆机查TL1451的⑦脚一侧输出有瞬间波形，应为正常。10脚无波形。⑥脚反馈端有一瞬间冲高到1.5V的动作，说明⑦脚输出经几级放大驱动高压线圈反馈取样电压基本正常。11脚没有瞬间冲高动作，静态测量该路各级三极管未发现明显损坏，一般情况下TL1451不易损坏，开机时10脚应先输出一驱动信号，经各级放大驱动高压线圈，正常时会反馈一取样电压给11脚，同时传送到误差放大器同相端14脚控制该路输出。如果没有这个反馈电压，则10脚驱动信号不能维持，出现屏幕一亮即灭现象。分析11脚无冲高动作原因，应为驱动信号没有送达高压线圈，进一步检查该路输出电路，发现MOS管4411漏极起整流平抑作用的电感L1不通，其一脚有不明显虚焊，补焊后加电显示不再黑屏。