MT3151A05-5-XC-5一體化邏輯板電路分析與維修

電器維修安裝 2023-10-02 發(fā)布于湖北

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MT3151A05-5-XC-5邏輯板為一體化邏輯板，即邏輯板和屏是連接在一起的。該邏輯板應用在很多型號的屏上，如創(chuàng)維SDL320HY屏、TCL液晶電視LVW320NDAL屏和LVW320CSOTE276屏、樂華E32-0A35屏、LG的LC420DUN（SE）屏等。另外，與該邏輯板電路相似的還有華星光電ST315A05-8邏輯板。下面以創(chuàng)維SDL320HY屏為例，介紹MT3151A05-5-XC-5邏輯板的電路原理及常見故障維修。

一、電路分析

MT3151A05-5-XC-5邏輯板電路由三部分電路組成，一是以CS902（IC12）為核心組成的DC-DC電路；二是以CS11103（IC11）為核心組成的時序控制電路；三是以CS801（IC10）為核心組成的伽馬電壓校正電路。

1．DC-DC變換電路

該邏輯板的DC-DC變換電路采用了新型電源管理芯片CS902，該IC集成度高，只需少量外圍元件就可以產生液晶屏需要的電壓（VDD33、VAA、VGH、VGL）。DC-DC變換電路如圖1所示。

（1）VDD33（3.3V）電壓的形成

該電壓形成電路主要由IC12的37～40腳內部電路、儲能電感L1、續(xù)流二極管D9、濾波電容C249和C250組成，是一個串聯(lián)型降壓開關電源（BUCK）。工作時，IC12的38、39腳輸出幅度約12V_P-P，周期約1.3μs（頻率為750kHz）的高頻脈沖，經二極管D9續(xù)流，C249、C250濾波，產生約3.3V直流電壓，即VDD33電壓。IC12的37腳為VDD33電壓的反饋腳，調整VDD33的大小。

VDD33電壓是一非常重要的電壓，送主時序控制處理芯片IC11及存儲器IC2（32A），還送屏上柵源驅動電路。

（2）VAA（14.8V）電壓的形成

該電壓形成電路由IC12的15、16腳內部電路和外部的儲能電感L2、續(xù)流二極管D12、濾波電容C454等元件組成，是一個并聯(lián)型升壓開關電源（BOOST）。工作時，L2的上端加上12V的直流電壓，IC12的15、16腳輸出幅度約15V_P-P，周期約1.3μs（頻率為750kHz）的高頻脈沖，在L2中產生感應電壓，該電壓與12V供電電壓疊加，并經二極管D12續(xù)流，C454濾波后，得到約14.8V的VAA_FB電壓，此電壓從17腳送回到IC12的內部，經內部開/關控制管后形成VAA電壓（約14.8V），從IC12的18、19腳輸出。

VAA電壓主要是向伽馬電路提供工作電壓，同時也為屏后級的驅動電路提供工作電壓。當維修圖像伽馬失真（灰度異常）故障時，應首先對此VAA電壓進行確認。

（3）VGH（脈沖電壓，峰值為30V左右）的形成

VGH是液晶屏柵極驅動脈沖。要產生VGH脈沖，需要電源管理芯片先產生VGHF直流電壓，然后在時序控制芯片送來的GVON信號作用下，才會將VGHF直流電壓轉換為VGH脈沖電壓。

VGHF直流電壓形成電路由IC12的15、16腳內部電路和外接元件T2、C229、C230、D7、D11、C231、C234等組成。其中，T2是直流供電回路中的電源調整管，相當于可調電阻，T2的導通程度受IC12的23腳輸出電壓的控制。C229、D7、C231組成一個正電壓電荷泵電路，C230、D11、C234組成另一個正電壓電荷泵電路，兩個正電壓電荷泵電路串聯(lián)使用，C229、C230都是諸能電容。工作時，14.8V的VAA電壓經T2調節(jié)后，從其c極輸出的直流電壓（實測為12.4V左右）作為第一個正電壓電荷泵電路的輸入電壓，方波脈沖信號SW（該脈沖是從IC12的15、16腳輸出送來的）加到儲能電容C229的左端，通過正電壓電荷泵電路的作用，就可在其輸出端（即C231兩端）得到高于輸入電壓的輸出電壓（實測為19V左右）。第一級正電壓電荷泵電路的輸出電壓作為第二級正電壓電荷泵電路的輸入電壓，方波脈沖信號SW加到儲能電容C230的左端，通過此正電壓電荷泵電路的作用，就可在其輸出端（即C234兩端）得到VGHF電壓（實測為32V左右的直流電壓）。

VGHF直流電壓轉換為VGH脈沖電壓是在IC12內部進行的。正電壓電荷泵電路形成的VGHF直流電壓從34腳送回到IC12的內部，時序控制芯片CS11103送來的啟動VGH電壓的控制信號GVON從26腳送入IC12的內部，IC12內部電路在GVON信號的作用下，將VGHF直流電壓轉換為VGH脈沖電壓，從35腳輸出，送往液晶屏柵極驅動電路。

（4）VGL（－6V）電壓的形成

該電壓形成電路由IC12的38、39腳內部電路和外接元件T3、C235、D6、C238、C239等元件組成。該電路是一個負電壓電荷泵電路，C235是諸能電容，T3是D6的2腳與地之間的調整管，也相當于可調電阻，T3的導通程度受IC12的21腳輸出電壓的控制。工作時，IC12的38、39腳輸出幅度約12V的方波脈沖SWB，經過C235、D6負壓半波整流及C238、C239濾波，得到約－6.2V的VGL電壓。VGL電壓還從20腳回送到IC12的內部，內部電路對輸入的VGL電壓進行檢測，并形成取樣電壓，此電壓與IC內部的基準電壓相比較，輸出誤差電壓，通過21腳控制T3基極電流大小變化，利用了三極管集電極與發(fā)射極之間阻抗隨基極電流大小變化而變化的特性，進行VGL輸出電壓的自動調整，實現直流輸出電壓的穩(wěn)定。

（5）HVAA電壓的形成

IC12內部電路形成約7.5V的HVAA電壓，從29、30腳輸出。

2．時序控制電路

時序控制電路由集成塊IC11（CS11103）為核心構成，如圖2所示。該電路負責將主板送來的LVDS信號轉換成Mini-LVDS信號和產生相應的時序控制信號。時序控制器IC11外掛E²PROM存儲器IC2（32A），用于存儲液晶屏參數。

CS11103的工作電壓為VDD33（3.3V），該電壓由TCON板上DC-DC轉換電路產生；內部電路工作所需的1.2V電壓則由CS11103內部產生，41腳外接1.2V電壓的濾波電容。LVDS信號在轉換過程中根據不同的屏的分辨率、屏尺寸、屏特性，由軟件控制轉換。該邏輯板電路中還有一塊專門存儲液晶屏參數的E²PROM存儲器IC2（32A），時序控制電路就是根據這塊存儲器里面的數據，結合行、場同步信號生成圖像數據信號及行、列驅動電路所需的STV、CKV、POL、TP1控制信號。IC1的46、45腳分別與IC2的6、5腳相連，構成I²C總線的時鐘線和數據線，以傳輸數據和時鐘信號。

主板通過上屏線送來的LVDS信號，經TCON板上的接口CN1進入集成塊IC11的2～11腳。該機的LVDS信號包括3對差分數據信號（板上標為LV0N/LV0P、LV1N/LV1P、LV2N/LV2P、LV3N/LV3P）和1對差分時鐘信號（標為LVCKN/LVCKP），在這3對差分數據信號中包括有：表示圖像內容的數據信號（RGB）、行內步信號（HS）、場同步信號（VS）。CS11103可以適應兩種格式的LVDS信號，IC11的48腳（SEL_LVDS）是LVDS信號選擇引腳，也就是輸入信號VESA格式及JEIDA格式的選擇引腳，該腳懸空或接地是VESA格式，接高電平是JEIDA格式。SEL_LVDS控制電壓來自CN19腳，該機為低電平0V。IC11的13腳（OD_EN）是過激勵選擇和控制引腳，當幀頻為60Hz時，該腳為低電平；當幀頻為50Hz時，該腳為高電平。

時序控制芯片CS11103內部對輸入的LVDS信號進行處理，最終輸出兩大類信號：一種是反映圖像內容的以Mini-LVDS格式輸出的圖像信號；另一類是液晶屏行、列驅動電路所需的各種控制信號。CS11103的26～31、33～40腳輸出Mini-LVDS信號，包括5對數據信號（板上標為MLV0N/MLV0P、MLV1N/MLV1P、MLV2N/MLV2P、MLV3N/MLV3P、MLV4N/MLV4P、MLV5N/MLV5P）和1對時鐘信號（MLVCKN/MLVCKP），這些輸出信號經排線加到液晶屏周邊的“源極驅動電路”上。CS11103輸出的控制液晶屏行、列驅動電路工作的控制信號主要有STV、CKV、POL、TP1等信號。其中，21腳輸出的STV信號是柵極驅動電路的垂直位移起始信號（重復頻率是場頻），22腳輸出的CKV信號是柵極驅動電路的垂直位移觸發(fā)時鐘信號，23腳輸出的POL信號是控制一個像素點相鄰場信號的極性逐場翻轉180度的控制信號，以便滿足液晶分子交流驅動的要求，24腳輸出TP1信號，是數據驅動IC輸出數據信號的使能控制信號，為高電平時，一行數據鎖存到行存儲器內；為低電平時，一行數據釋放，對液晶電容充電。

另外，CS11102還要輸出控制DC-DC轉換電路工作狀態(tài)的控制信號，如16腳輸出的GVON信號（VGH時序控制信號），這個信號直接控制DC-DC轉換芯片CS902的26腳，作為把VGHF直流電壓形成規(guī)定標準（時間標準、幅度標準）液晶屏柵極觸發(fā)脈沖（VGH）的控制信號。

3．伽馬校正電路

該邏輯板采用了CS801（IC10）作為伽馬校正集成電路。CS801是一塊8通道可編程伽馬電壓生成集成電路，同時還帶有一個通道VCM電壓輸出，采用I²C總線控制方式。CS801外圍電路比較簡單，如圖3所示。

IC10的4、5腳為3.3V供電端，9、10、19腳為VAA（14.8V）供電端。IC10的23、1腳與時序控制芯片IC11的45、46腳相連，構成I²C總線。I²C總線上還掛接了E²PROM存儲器IC2（32A），該存儲器中存儲有各種狀態(tài)的伽馬數據，時序控制器動態(tài)讀取E²PROM存儲器中的數據，在I²C總線的控制下，伽馬校正塊IC10內部D/A轉換電路將工作電壓VAA轉換為模擬直流電壓，再通過電流緩沖器放大，就可以自動產生符合當前幀圖像所需的伽馬電壓，從IC10的13～18、20、21腳輸出。

IC10的7腳輸出的是VCM電壓，VCM電壓是液晶屏公共電極電壓，該電壓經電阻R301送往屏共用電極供電。VCM電壓對液晶屏顯示效果影響很大，該電壓是檢修液晶屏圖像顯示故障時，必須要測量的一個關鍵電壓。VCM電壓為5.5V。

二、維修實例

例1：一臺創(chuàng)維32E360E液晶彩電，伴音正常，背光亮，但圖像很暗。

分析檢修：首先把圖像的亮度值調整為100，圖像仍很暗，分析故障應在邏輯板。該機液晶屏型號為創(chuàng)維SDL320HY，配套的邏輯板型號是MT3151A05-5-XC-5。開機測量邏輯板輸入的12V電壓正常，F1保險絲未熔斷，測量邏輯板上各主要工作電壓，發(fā)現VDD33、VGL電壓正常，但VAA、VGH、HVAA電壓均為0V。分析電路，VAA、VGH、HVAA電壓的形成及輸出都與電源管理塊IC12（CS902）的33腳（使能控制端）的電壓有關，如果該腳無高電平的開啟電壓，電源管理塊內部的BOOST部分不會進入正常的工作狀態(tài)，不會有VAA、VGH、HVAA電壓輸出。于是測量IC12（CS902）33腳的電壓，果然為0V。順著線路查找，發(fā)現33腳通過貼片電阻R233接在VDD33電源上，測量R233接VDD33的一端有3.2V電壓，但接33腳的一端無電壓。R233開路、33腳外接濾波電容C240短路、33腳內部對地短路都會導致33腳無電壓。逐一檢查，發(fā)現R233斷裂。用1kΩ的貼片電阻更換R233后，測量33腳電壓為高電平3.2V，VAA、VGH、HVAA輸出電壓恢復正常，機器故障排除。

例2：一臺創(chuàng)維32E360E液晶彩電，圖像對比度差，人臉上有色斑。

分析檢修：從故障現象上看，懷疑伽馬電路有問題。按照邏輯板的標識找到GM1、GM3、GM7～GM12的測試點，逐一測試這8個檢測點電壓。正常情況下該電壓應該是從GM1至GM12遞減的。結果測試發(fā)現，GM1、GM2、GM7、GM8電壓呈遞減規(guī)律，GM9～GM12電壓突然升到了8V多，這顯然是不對的，懷疑伽馬校正芯片CS801損壞，換新后故障排除。此時測得GM1為13.9V，GM3為10.9V，GM7為9.5V，GM8為7.8V，GM9為7.5V，GM10為7.1V，GM11為6.8V，GM12為4.8V，VCM為5.5V。