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高压包原理(1)在续
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作者:
西门庆维修部
时间:
2010-5-26 12:22
标题:
高压包原理(1)在续
一、高压包的作用。
高压包,正名是行输出变压器,也称为行包或行变,显示器的高压包和电视机的工作原理基本一致,其主要作用是产生阳极高压,另外提供聚焦、加速、栅极等各路电压。注意偏转电流的能量提供者并不是高压包,而是S校正电容,在行管截止时,B+电压通过高压包、偏转线圈对S电容充电,电流只是经过高压包而已。由于高压包工作于高温、高频率、高电压、大电流的状态,加上外部环境潮湿或多尘等因素影响,使高压包损坏几率较高。
二、引起高压包损坏的病灶。
1、包内高压滤波电容击穿。
2、包内高压线圈匝间短路。
3、包内高压硅堆漏电或击穿。
4、包内初次级线圈短路
5、包内聚焦组件老化,使聚焦及加速电压不稳定。
6、包体绝缘性能下降,使高压包对内或对外打火。
三、与高压包相关的关键词及专业术语。
1、HV——阳极高压。随着显示器尺寸不同,HV电压也不同。通常14/15寸机的HV值是24KV到25KV;17寸机是27KV到29KV,19寸和21寸机是30KV到35KV。
2、FV——聚焦电压,有时称为G4。FV电压通常在HV端以电阻电位器分压方式取得,电压值是3KV到9KV。如果是双聚焦的,就分为FV1和FV2,其实是内部多设一组电位器而已。
3、SV——加速极电压,也称为G2。SV/G2电压也从HV端分压取得,其电压值是300V到800V。注意有些高压包不从HV端分压输出SV/G2电压,而是在包内另设绕组,或在行管C极将逆程峰值整流获得,这样做的目的是使SV/G2受到电路控制,方便工业装配。注意在行管C极整流时获得SV/G2电压时,必须采用高速整流管,否则响应不到逆程峰值,只能得到与B+一样的电压。
4、DF——动态聚焦。显示器尺寸增大时,屏幕中央和四周的聚焦就容易变得不均匀,就需要加入动态聚焦电路,使FV电压在扫描到边缘时增大。在双聚焦显象管中,动聚通常加入到水平聚焦极中。其实就是一只10KV/102P电容接到FV而已。
5、SFR——包内聚焦组件中的FV/SV调整电位器冷端,通常是接地的,但有些机型将其用作信号取样,在高压变动时使电路作出补偿。
6、HVR——包内HV端取样电阻的冷端。此电阻直接取样于HV端,阻值大到必须兆欧表才能测量。其作用也是HV变动检测。
7、HVC——包内高压滤波电容的冷端。通常此脚都被接地,但有些机型将其用作信号取样,检测高压变动。
8、G1——栅极负电压。通常在包内绕组获得,G1电压值是-100V到-200V。控制G1电压可控制光栅亮度,进入显象管的G1电压是-30V到-100V,关机消亮点通常也在G1控制电路内完成,使关机时G1负压变低,显象管就被截止了。注意有些机型的G1电压是固定的甚至是接地的,它们的亮度控制方式是改变三枪阴极的电压,关机消亮点方式是瞬间降低阴极电压,光栅瞬时高亮,将高压释放掉。两种亮度控制方式各有优劣,调制G1可得到较大的亮度范围,但期间白平衡不均匀;调制阴极可使亮度均匀变化而白平衡稳定,但范围较小。
9、AFC——行逆程脉冲。AFC原意是自动频率控制,在显示器中,送入扫描芯片的同步信号、CPU需要的行检测信号和OSD菜单所需要的行脉冲,都泛指为AFC。AFC取样可以在高压包内绕组输出,也可以在行管C极用分压电压取得,后者故障率较高。
10、FB——高压或二次电源取样信号。FB原意是频率返回,也就是行回扫脉冲,在显示器中,FB电压常作为高压包输出电压的参考点,反馈回二次电源,实现B+电压稳定输出。有时FB信号也与AFC信号混在一起,并没有特别要求要独立取样。
11、ABL——自动亮度控制。ABL端总是内接高压绕组的冷端,用来检测HV的电流大小,当亮度过大时,HV电流必然增大,ABL电路检测到这个情况,就可作出反应限制亮度再增加。建议维修人员配备100K电阻量程的万用表(MF10型)或兆欧表,就可测量ABL端到HV帽的电阻,来判断高压硅堆是否有短路或漏电;又可以测量包内高压电容是否漏电。注意10K电阻量程无法测量高压硅堆和高压电容。
12、初次级绕组——接在高压包B+输入端和行管端的就是初级线圈,其他是次级线圈。初级线圈线径大匝数也不多,发生故障几率非常小;而次级高压线包的线径极小而匝数极多,就容易发生匝间短路。
13、电感量——交流电流通过线圈而产生的感抗就是电感量。对直流电而言,线圈的阻抗为零(忽略线材本身的电阻率),但对于高频信号,三几圈的感抗也很大。电感量的单位是ML(毫亨)。
14、正程和逆程——简单的说行管导通时就是扫描正程,截止时为扫描逆程。两者都有电流通过高压包(正程时高压包储能,逆程时释放能量)。
15、正程和逆程整流——由于正程和逆程的峰值相差8到10倍,因此一个绕组采用不同的整流方式,所产生的电压值也就相差8到10倍。正程整流的电压低但电流大;逆程整流的电压高而电流小,但两者的输出功率相同。
16、绕组的极性——因为扫描正程和逆程的峰值不同,绕组的输出必须要区分正负极。如果高压包不需改动,那么绕组的极性是厂家在引脚中已经决定了的;如果要在磁芯中加绕线圈,就不能不注意其极性了。以800*600*60的分辩率即37K行频,在磁芯中绕一圈为例,将高压包引脚朝下,磁芯对着自己,则左边的线头是正端,右边的线头是负端。将负端接地,在正端接以正整流可得到约20V电压,接以负整流可得到-3V电压;将正端接地,在负端接以正整流可得到3V电压,接以负整流可得到-20V电压。大家一定要将以上理解清楚,在加绕线圈时就可得心应手。注意高电压就低电流,反之亦然。以上电压参数会因电路设计差异而有所不同,但具体差距并不太大,在绕线估算电压时可以作为参考。
17、高压独立——高压包和行偏转分离的电路形式。在传统行输出电路中,高压电流和偏转电流都要经过行管,使之负担较重,故障频生,于是新型的设计将高压电路独立出来,可以设计出更高效的电路形式,实际上高压独立的高压开关管损坏机率非常低。
18、高压独立的电路结构——现在的高压独立电路大约有5种类型。
1)采用二次电源调整的单管输出形式。如下图,以SONY-200GS为例,170V电压经过二次电源降到约80V输入高压包,开关管一只单独的场效应管,这种方式与传统的行输出相类似。
2)没有二次电源的单管输出形式。如下图,以SONY-E220为例,80V电压直接输入高压包,开关管是一只单独的场效应管,这种方式要求开关管的激励控制电路,能控制较大的占空比,以得到较大的高压调整范围。
3)采用高电压的双管对称输出方式。如下图,以EMC/CTX等机型较多采用,180V电压直接输入高压包,再接入一只N型场效应管,该管导通时初级线圈储能;在初级线圈两端反接一只P型场效应管,输入反相的激励,在N型管截止时它就导通,将初级线圈能量快速释放,次级就感应出电压。
4)采用低电压的双管对称输出方式。如下图,以飞利浦机芯较多采用,80V电压直接输入高压包,再接入一只N型场效应管;另外在高压包设一个绕组,其输出接一只场效应管。激励信号被分成两路,一路驱动初级线圈开关管,使之导通时高压包储能;另一路倒相后驱动另外一只管,使之导通时高压包可以快速释放能量。它们之间的关系是一只导通则另一只截止。
5)采用储能变压器的双管输出方式。如下图,这种方式最为复杂,以三星、DELL机芯较多采用。190V电压先输入一只普通行管的C极,B极加以行激励,E极就输出以行频变化的方波,峰值仍是190V,之后进入储能变压器再到场效应管,另外行管E极也接到高压包初级,由高压包出来后以一只放电电容接回行管C极。在场效应管导通时变压器储能,在场效应管截止时变压器通过高压包、放电电容和阻尼管完成能量释放。行管在此仅输出以行频变化的方波,提高效率,作用与一只二次电源管相当,真正的开关管是场效应管。
19、高压独立高压包的绕组特点——由于在高压包内的电流近似于方波,效率很高,它的初级绕组圈数就设计得较少(比传统高压包初级少1到3倍匝数);同时由于正程和逆程的差别较小,那么在磁芯上绕取线圈所得到的电压就有所不同,与上述15、16项对比,无论绕组在哪头接地,无论正整流还是负整流,所获得的电压值基本一样(类似于市电的交流变压器输出),也正是由于其初级匝数少,按照感应比例,次级每匝将获得较高的电压,在800*600*60分辩率下,每圈的电压是6V到8V,比传统高压包在正程时每圈仅获得3V的电压值要高。
四、如何判断高压包是否损坏。
根据高压包病灶的6个类型,损坏后的症状略有不同。
1、包内高压电容击穿。这是造成高压包损坏的最大成因,大约有四成的高压包损坏与它有关。包内高压电容的容量约为2700P,比显象管锥体所形成的电容1600P高一些,两个电容并联在一起总容量就有4300P以上,可以帮助减少屏幕的呼吸效应。由于包内高压电容的绝缘介质的绝缘强度远及不上显象管的玻璃,而且电极间距小,当高压过高或工作时间过长就很容易发生击穿。注意高压电容击穿后HV端对地阻值不一定为零,而是通常出现数千欧到数百千欧的阻值。这是因为电容内的绝缘介质被高压击穿碳化后仍有一定阻值,将万用表设10K档,测高压帽对地或对HVC端的阻值,正常时为无穷大,如出现阻值,可判断包内高压电容击穿。高压电容击穿后使HV输出短路,开机则行电流巨大,通常会锁机或出现间歇啸叫,并且很容易烧行管。包内高压电容击穿后,在通电瞬间绕组电流剧增,ABL端子所外接的电阻通常会过流烧焦,这是一个判断其损坏的明显表徵。
2、包内高压绕组匝间短路。这也是经常导致高压包损坏的原因,由于包内次级短路,造成行电流大增,轻则锁机保护,重则烧行管。由于高压绕组匝间短路后功率消耗都在其内部发生,因此包体发热严重,很容易判断。如果被保护快速锁机,就用低行压供电使其继续工作,诱使故障病灶出现,而且行电流不至于巨大,行管还是安全的。
3、包内高压硅堆击穿或漏电。高压硅堆击穿或漏电后,不经整流的交流高压加在滤波电容上,但电容不能隔离交流电压,其结果相当于短路,与高压电容击穿所造成的表象很接近,相比之下症状要轻一些,所以通常高压硅堆损坏后,ABL电阻并不一定烧毁,但行电流一样巨大。怎样检测高压硅堆是否击穿或漏电呢?只能使用兆欧表或带有100K量程的万用表,将黑笔接地或ABL端(如果高压包已拆离电路,就只能黑笔接ABL端),红笔接高压帽,正常时会有10兆欧左右阻值,(高压硅堆导通的内阻),将表笔对调,测量时表针会划动一下就归零,(包内高压电容充放电),如果测得阻值较低(小于5兆欧),就基本可以确定包内高压硅堆漏电或击穿了。
4、包内初次级绕组短路。这种症状就不需要多说了,B+被直接短路到地了,结果与行管击穿一样。
5、包内聚焦组件老化。这种故障也很直观,就是聚焦电压或加速电压不稳,随着开机时间延长,图像聚焦越来越差。在排除了管座、G2滤波电容及机内潮湿漏电后,故障仍然存在,就可以肯定聚焦组件损坏了。
6、包体绝缘下降。这种情况在潮湿天气或老机中经常发生,表现为包体对外放电,轻则产生小电弧有嘶嘶声,重则电弧大并有啪啪声;如果包体对内打火,就只听到啪啪声而没有电弧产生。因为高压放电,HV电压瞬间下降,势必造成图像亮度及大小变动,甚至锁机或烧行管等。
五、高压损坏后的补救工作。
高压包的有些损坏情形是可以补救的。
第5类损坏情形,聚焦组件老化。现在大家可以买到一种单焦或双焦的外接聚焦器,其中双焦的还带DF动聚输入。它的原理与包内聚焦组件一样。注意将聚焦组件取代后,原来的线头要做好绝缘处理,用热熔胶封口即可。
第1类损坏情形,包内高压电容击穿。只要看到HVC端是接地的,该高压包就可以修补恢复使用,而不需更换高压包。在测得高压帽对地电阻很低,并且HVC端接地后,就可大胆将高压包挖补修复。方法很简单,就是将损坏的高压电容去掉。用电钻对着HVC端钻孔,钻头大小随意,一般我用6到8MM,顺着HVC端子引线(有时HVC引线会横着走到其它地方,不理它跟着找到尽头)打孔深度不能超过1CM,否则打穿了高压电容内层,在填充绝缘物时就会不断冒出气泡,造成修补失败。打孔的目的是将HVC端与外界隔离,使高压封在包体内。打好孔后就是最后也是最重要的一环——填充环氧树脂。将高压包倒着垂直放置,使引脚水平,环氧树脂和固化剂按比例完全混合后,就可以倒入,份量最好是将引脚3MM以下全部封住(目的是使HVC端距离外界更远一些),一天后可完全硬化,两天达到最大强度,就可以上机使用了。
如果HVC端不接地,可否修补呢?其实是可以的,问题是如果HVC端是信号取样,去掉后必须要另找替代取样,或增加高压电容获取HVC端子,或在高压包磁芯上绕线匹配后取得信号,其麻烦程度还不如改一只包算了。
六、改高压包的准备工具。
1、电容电感表。最要紧的是电感表,可以测量原包与改包的绕组电感量,如果两者所有绕组电感量相差在10%以内,则成功率非常高。
2、万用表。最好配备有100K电阻量程的表,可以测量高压硅堆是否正常。
3、50V/2A的外部直流隔离电源。之所以用50V的电压,是因为该电压值较安全之余,还能产生勉强够的高压,让屏幕有显示,如果还有其它的故障隐患,便可在故障扩大之前看到并加以解决。
七、改高压包前的资料搜集。
1、高压包的引脚功能定义。
高压包一般是10个常规引脚,外加聚焦组件的2到5个引脚。将高压包引脚面向自己,U型口朝下,顺时针数分别是1到10脚。如下图所示,有些高压包的引脚没有这么多,通常的看法是常规的10只脚是不变的,(现在较新的高压包只有9只常规脚,连引脚相对位置都变小了,想改包的难度较大,这里不作讨论),于是从第11脚开始顺延下去,没有如果下图所示的11脚,就将12脚定为11脚,如此类推。至于图中的第16脚,有些有空脚,内接线包的绝缘层,有些则是ABL引脚,但绝大多数与ABL接在一起。
一般高压包引脚定义如下:
B+/+B——高压包初级线圈的输入端,接二次电源的输出。
+B2——高压初级线圈的输入端抽头,没有二次电源的机型就在高压包内设多个抽头,以保持不同行频下的高压稳定。一般用于较旧款的显示器,如ACER-34T。
+B3——高压初级线圈的输入端抽头,没有二次电源的机型就在高压包内设多个抽头,以保持不同行频下的高压稳定。一般用于较旧款的显示器,如ACER-34T。
VCP——高压包初级线圈的输出端,接行管。
D/C——接阻尼管和逆程电容。大家不要被这个引脚吓倒,其实只是高压包初级线圈的抽头,通常距离VCP端只有2到3匝,用来改善阻尼线性,
GND——接地。
NC——空脚。(内部空脚或外部不用此引脚)
G1——负压100到200V输出。在包内绕组约10匝。
AFC——行逆程脉冲输出。在包内绕组通常是2匝,电压峰值约35V。
FB——二次电源取样输出。在包内绕组通常是3匝,电压峰值约50V。
+5V——行中心调整电压。在包内绕组2匝,冷端接B+。
-5V——行中心调整电压。在包内绕组2匝,冷端接B+。
ABL——内接高压线圈的冷端。
300V——动聚电路的供电。电压值是200到600V。有时在包内绕组输出,有时在行管C极整流获得。
DF——动态聚焦电压输入端。
SFR——包内聚焦组件中的FV/SV调整电位器冷端,通常是接地的,但有些机型将其用作信号取样。
HVR——包内HV端取样电阻的冷端。此电阻直接取样于HV端。
HVC——包内高压滤波电容的冷端。通常此脚都被接地,但有些机型将其用作信号取样。
FVR——包内聚焦极取样电阻的冷端。高档机所独有,用来检测FV电压。
2、提取原机高压包的资料。对照包体引脚和电路板或电路图分析原包数据。
1)、确定原机高压电路是否高压独立。这很重要,因为高压独立的高压包初级绕组匝数较少,并且侧引脚通常不接地,而是用作取样信号。如果换上不是高压独立的包,肯定不成功。反之,用高压独立的包换入非高压独立的电路,开机肯定会因初级绕组匝数少而使高压过高,产生打火并可能扩大故障。高压独立的高压包将在后面另行分析。
2)、用万用表测量并记录原高压包的通脚。
3)、对照电路板记录原高压包的脚位功能。如果电路板上没有标记,就要进行分析,方法如下:
接行管的就是VCP脚,通常高压包的第1脚就是VCP,但有些机型如飞利浦,VCP可能在第9或10脚,分析时只要认准行管C极所接的脚就行。
接阻尼管或逆程电容的就是D/C脚,大部分电路的阻尼管和逆程电容都与行管C极接到一起,如果待修机的阻尼逆程与行管分开又怎么办呢?其实D/C脚对电路的影响微乎其微,改包时如果新包没有D/C脚,可将阻尼逆程与行管并接,不会有任何问题。
接二次电源输出的就是B+脚,注意行中心校正电路需要以B+为中点,有些电路就会有两路B+输入,分析只需将高压包拆离电路,认准与VCP端相通的引脚即可。
通过二极管整流,包括正负整流,而其滤波电容与B+相接的,就是+5或-5V引脚,由于这一电路只用于行中心的调整,使光栅(注意:并非是图像)于屏幕正中显示,所以完全可以忽略该引脚,新包如有此脚的,接上无防,如没有,就将其电路悬空。实际上很多机型都取消了行中心调整电路了,图像的左右偏移靠控制行场扫描芯片的行相位就有很大的范围。
接地的当然是GND。
没有外接电路的就是NC脚,NC脚可能是内部无通路,也可能是外部没用上该引脚;另外有一种NC方式是它在包内有绕组,但在电路上只有少许零件,如小容量电容和较大电阻接地,跟着接一根线引到显象管周围,之后又再无去向,这样的电路作用是检测高压泄漏,其实只要X射线保护电路本身在工作就行了,再附加这样的线路没什么用,并且改包肯定会变动原电路,所以这种脚也称为NC脚,改包时碰到这种电路,就将它悬空。
通过二极管作负整流并且其滤波电容正极接地的就是G1脚,G1脚比较容易辩认,其滤波电容容易干涸漏液,大家都换过不少了。有时候G1脚在整流前会外接高压泄漏检测线,经常圈在高压帽周围,与高压很接近。不过这种设计没什么好处,当天气潮湿高压帽出现打火时,G1脚首先就串入了高压,其结果是整流管击穿,甚至滤波电容爆炸,由于G1负压消失,光栅就会高亮,并且关机有高亮点,用户不明白这种故障的遗害,蒙懂间开关多几次机,显象管正中央就烧伤出黑点了。厂家这样设计是保护显象管,还是在制造机会损坏它?见人见智了。
与包内任何引脚不相通并且外接一只0.1uF到1uF电容到地的就是ABL脚,ABL脚是改包时唯一不用头疼的引脚,所有高压包的ABL脚都一样,绝对不用担心改后与电路不匹配。
通过二极管作正整流并且其滤波电容耐压很高的就是DF供电脚,DF供电脚电压多数是250V到350V,实际上该电压允许有较大的偏移,可以相差30%而对动聚没任何影响。DF供电脚由于电压较高,其绕组多数会与B+相串联,这样就可以减少线圈匝数,当然也有的多绕些线,冷端直接到地。
高压包侧引脚的最上面的通常是SFR脚,绝大多数电路会将它接地。
高压包侧引脚的最下面的通常是HVC脚。
如果原高压包只有3只侧引脚,则中间一只肯定是DF脚;如果原包有4只侧引脚,就要分析电路找出DF脚。动聚电路的原理是在行偏转支路中串入变压器,耦合行脉冲到聚焦极中,所以找到与动聚变压器相接的脚就是DF脚,并且它的电压较高,通常会有1KV的滤波电容。
如果原高压包有4只侧引脚,在排除出SFR、HVC和DF脚外,剩下的就是HVR脚了。HVR脚总是与HVC脚组合来取样,HVR取样直流,HVC取样交流,两者或直接并联,或通过阻容元件并联。当然如果原机这些脚都接地,就不用去考虑它了。
AFC脚和FB脚较难分辨,在电路中两者外接零件也很相似,通常是在整流前用阻容网络匹配后作为AFC信号,而整流后则作为二次电源取样电压或X射线保护取样电压,正因为是二次电源的取样,所以必须慎重分析。如果原机只有一支AFC电路,则不需要多费心,如果找到两路相类似的,就可以这样分析,通往CPU、OSD和行场扫描芯片的逆程脉冲肯定是AFC,整流后输入二次电源芯片(可能也是行场扫描芯片)的就是FB。
4)、用电感表测量原高压包的通脚电感量,原则是一定要确定测量点,比如测量初级线圈,就一定要以VCP点为固定一端,再测其与B+或其它脚的电感量;而测量次级线圈,就一定要以GND点为固定一端,再测其与其它引脚的电感量。次级线圈由于有几个绕组,如果确定不了GND端,则其它引脚互测的电感量会被抵消或叠加。有时次级的几个绕组并不一定只有一个GND端,但其在电路上仍会被接地,需要看电路上的走向确定GND端。
5)、原机高压包只有在初次级线圈短路的情况下,才能影响到其通脚电感量,其它如高压电容击穿、硅堆击穿、高压线包短路、打火等都不会影响其原来的电感量。
3、将原机高压包资料包括通脚和引脚功能与新包对比,选择相似度较高的作下一步分析。
1)、新包也就是待改包的资料需要平时用心搜集,特别是引脚功能的搜集,因为通脚的相同基本上决定不了什么,而引脚功能的相同就可以很大程度提高改包成功率。如果通脚与引脚功能完全相同,再测一个电感量,那么这个包改进去能正常工作的机会就非常大。这是平常改包的的首选方案。实在找不出通脚与引脚功能完全一样的包时,才考虑改线或另加绕线方案。
2)、如果没有新包的引脚功能资料,也可以分析得出,这就需要优先选用一些初次级线圈较简单的包来改。比如初级线圈只有B+和VCP两个通脚,如1-2,那么第1脚肯定是VCP端。次级线圈只有AFC、G1和GND三个通脚,如3-4-5或6-8-9等,那么要用到电感表来分辨,下面将有详述。这种包称之为通用型高压包,在其基础上,很容易加绕出其它功能引脚来。
3)、线圈匝数与电感量的关系。以在磁芯上绕一圈为例,所得到的电感量约为0.003ml(毫亨),两匝就是0.006ml了,而AFC绕组通常只能两匝,也就是说AFC电感量为0.006ml,所得到的峰值电压约36V。如此类推,G1电压约-200V,所需绕线约10匝,电感量约0.04ml;FB绕组通常绕3匝,电感量约0.009ml。以上数据会因磁芯磁通量大小而有误差,具体操作可在该磁芯上绕一圈线测其一匝电感量,得到基本数据后就可能推断包上其它引脚的功能了。
4)、将所有信息汇总到草图上,分析得到两只包的数据如果相距不大,就可以上机试验改用效果了。
作者:
我爱我妻
时间:
2010-5-26 13:12
谢谢分享。
作者:
寺耳家电维修
时间:
2010-5-26 13:30
辛苦了,顶
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