液晶彩电内部主要由液晶面板(液晶屏)、电源板(或电源适配器、或二合一电源高压板)、高压板(又称升压板、高压条、背光板、逆变器)、主板、逻辑板(液晶屏驱动板)、遥控板、按键板、屏线组成,如图3-1所示。另外有些液晶彩电还带有TV板(也称高频板)和USB处理板(见图3-2)、侧AV板、功放板等。
图3-1 液晶彩电内部组成一
图3-2 液晶彩电内部组成二
1.液晶面板
液晶面板是液晶彩电的核心部件(见图3-3),作用是实现彩色图像显示。液晶彩电中的液晶显示屏不仅指显示图像的屏结构部分,还包括背光源和集成化行、列驱动电路。
图3-3 液晶面板
图3-4所示的液晶面板结构主要包括前框、水平偏光片、彩色滤光片、液晶、TFT玻璃、垂直偏光片、驱动IC与印制电路板、扩散片、扩散板、胶框、背光源、背板、主控制板、背光模组点灯器。传统的液晶屏背光用的是荧光灯管(CCFL),LED电视液晶屏的背光用的是发光二极管(LED),其他基本一样。
图3-4 液晶面板结构
2.主板(信号处理板)
主板也可以称为A-D板、控制板、信号处理板、数字板,是液晶彩电中信号处理电路的核心部分,在系统控制电路的作用下承担着将外接输入信号转换为统一的液晶显示屏所能识别的数字信号的任务。主板在电源板提供正常的供电,接收TV或外部视频信号输入后,经过信号解码、数字处理和格式转换等,转变成统一的液晶屏所需的数字图像低压差分信号(LDVS),最终在液晶屏上就能显示彩色画面。主板的供电系统电路主要是由一些DC-DC转换芯片、三端稳压器、MOS管来组成的。
主板主要由CPU、电源转换和输入信号处理集成电路三部分构成,电路包括稳压电路、VGA电路、模拟视频电路、数字视频信号处理电路和系统控制电路。主板中往往包含着大量的电容器、电阻器等贴片元器件,如图3-5所示。
3.电源板
电源板主要作用是为液晶彩电提供稳定的直流电压,即电源板将90~240V的交流电压转换为5V、12V、24V等的直流电供给液晶彩电工作。电源板按安装方式主要有外置式和内置式两种形式。
1)外置式电源。即电源适配器(见图3-6),功能是将市电220V转换为液晶彩电所需的直流低电压(有+24V、+18V、+5V及待机状态下供电的+5V),通过导线加到液晶彩电内,其元器件很普通,一旦出现故障,维修方法也很简单。
图3-5 主板
图3-6 电源适配器
2)内置式电源。内置式电源又有以下两种形式:
①一种是液晶彩电内部专设一块开关电源板,220V电压直接输入至显示器的内部开关电源板上,由开关电源板输出直流电压。独立电源板正面如图3-7所示,独立电源板背面如图3-8所示(以海信TLM40V68PK液晶彩电为例)。
②还有一种是在开关电源板上还集成了高压电路,构成了电源高压二合一板。其电源的构造与内部专设的开关电源板基本相同,只是多了一个高压电路,如图3-9所示。
4.背光板
背光板俗称“高压板”或“高压条”,有时也称为逆变电路或逆变器及升压板。LCD液晶显示器的液晶面板并不发光,只能透光,所以要在背面加一个高亮的发光体,这就是背光板。其实就是荧光灯加一个反光板。背光板的作用是将12V的直流电升压到1500~1800V的高压交流电,用于点亮屏上的背光灯管(CCFL),即将电源输出的低压直流电压(12V或25V)转变为液晶板所需的高频600V以上高压交流电,点亮液晶面板上的背光灯。
液晶彩电的背光板与电源板一样,也有两种形式,即独立式和电源、高压一体式两种,如图3-10所示。背光板由高频变压器(又称高压变压器、升压变压器)、高压开关管、高压输出(接灯管)、振荡IC、供电接口等元器件组成。背光板组件主要由振荡器、功率放大、高压输出、保护检测四个部分组成,各部分的功能如下:振荡器部分,产生60~100kHz的振荡方波信号;功率放大部分,把振荡器产生的信号放大到足够点亮灯管的功率;高压输出部分,把功率放大后的信号升压并转换为正弦波输出,点亮CCFL灯管;保护检测部分,对背光板输出的电压及CCFL灯管的工作电流、工作状态进行检测,如果有异常,控制振荡器停止输出,进入保护状态。
图3-7 独立电源板正面
图3-8 独立电源板背面
图3-9 电源、高压一体板
图3-10 背光板
通常液晶屏的灯管有一个、两个、四个、六个或八个,这就需要背光板对应匹配。也就是说,这些灯管要分别由背光板的输出口进行驱动,故背光板有单灯、双灯、四灯和六灯等类型(一般随着电视屏幕尺寸的增大,所采用的灯管也相应增加),并且有宽口(大口)和窄口(小口)之分。背光板宽口和窄口是指背光板与灯管连接的接口宽度,其区别又因灯管数量而异。
背光板有输出端口与输入端口,每个输出端口由两根线组成,即一根高电平与一根低电平。输入端口主要有四个信号,即电源、地、背光开启/关断控制端和亮度调整端。其中供电电压由电源板提供,一般为直流24V(小屏幕为12V);背光开启/关断控制电平由主板提供,高电平3V时背光板工作,低电平0V时背光板不工作;亮度控制信号由数字板提供,它是一个0~3V的模拟直流电压,可以改变背光板输出交流电压的高低,从而改变灯管亮度。背光板输入与输出连接框图如图3-11所示。
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图3-11 背光板输入与输出连接框图
5.逻辑板(液晶屏驱动板)
逻辑板是由屏厂商和屏配套提供的,逻辑板也叫屏驱动板、中心控制板、TCON板。逻辑板的作用是把数字板送来的LVDS输入信号(输入信号包含RGB数据信号、时钟信号和控制信号三大类)通过处理,把以并行方式输入的TTL电平RGB数据信号转换成能驱动液晶屏的LVDS后,直接送往液晶面板侧的LVDS接收芯片,驱动液晶屏显示图像。
该板除了处理数字逻辑信号外,还兼顾产生屏所需的五大电压(VGH、VGL、VgoffH、VgoffL、VCOM)和阶调电压,这些电压由DC-DC变换电路完成。液晶显示屏上逻辑板的工作电压不是由开关电源直接提供的,通常是由信号处理板上的相关稳压电路提供的。逻辑板是一个具有软件和固有程序的组件,内置有移位寄存器(水平和垂直移位)的专用模块FLASH,即使厂商也无法改变。
逻辑板主要由时序控制芯片及其外围元器件组成的时序控制电路、伽马校正电路、DC-DC变换芯片及其外围元器件组成的DC-DC变换电路、接插件等元器件组成,如图3-12所示。
【提示】逻辑板上五大电压的作用如下:
1)VGH(Vgatehigh)是指gate级的高电位,也就是打开gate级的电压。
2)VGL(Vgatelow)是gate级的低电位,也就是关闭gate级的电压。在二阶驱动时此电压有效;在三阶驱动时,此电压只是用来产生VgoffL。
3)VgoffL(Vgateofflow)是gate级关闭电压中的低电平(在三阶驱动中使用,由VGL经过一个电压转换电路得到)。
4)VgoffH(Vgateoffhigh)是gate级关闭电压中的高电平[在三阶驱动中使用,用来消除下一条gate级关闭时由储存电容(CS ON GATE)造成的电压值改变],它的值基本上可以认为是VgoffL+VCOM。
5)VCOM是液晶偏转基准电压。VCOM又被称作GAMMA电压。
6.功放板
功放板的主要作用是将主板(或TV板)送来的音频信号进行功率放大输出,推动扬声器发出声音。功放板由伴音功放块、稳压器、电感器、电容器、二极管及接插件等元器件组成,如图3-13所示。
图3-12 逻辑板
图3-13 功放板
7.TV板(高频板)
TV板(高频板)的主要作用是接收和解调、解码电视信号。TV板上主要由主调谐器和一些外围处理电路组成(包括射频电路、音效处理电路),主调谐器将RF信号解调为视频信号,通过转接后送入主板作相应处理,同时还承担着对音频信号进行音效处理的任务。该组件的性能直接影响到后级电路对信号处理的质量。TV板如图3-14所示。
8.侧AV板
侧AV板的主要作用是耳机输出、AV输入及S端子输入,如图3-15所示。
9.USB处理板(转换板)
USB处理板(转换板)组件可以让用户将USB设备通过该组件连接起来,使本机成为信息交换的中心。USB处理板主要由音视频处理块、稳压器、存储器、电容器、二极管及接插件等元器件组成,如图3-16所示。
图3-14 TV板
图3-15 液晶彩电侧AV板
10.按键板
按键板主要是用来提供按键功能,用户可以通过按键板来实现开关机、菜单调整(如亮度、对比度、颜色、图像位置等)等。按键电路安装在按键控制板上,另外,指示灯一般也安装在按键控制板上。按键电路的作用就是使电路通、断:当按下开关时,按键电子开关接通;手松开后,按键电子开关断开。按键板上同时也可以安装指示灯和遥控接收头,但也有遥控头和按键板是分开的,如图3-17所示。
图3-16 USB处理板
图3-17 按键板
11.遥控接收板
遥控接收板主要完成工作状态的指示及遥控编码信号的接收。遥控板由工作指示灯和遥控接收头构成,有的遥控接收板与按键板安装在一起,如图3-18所示。
图3-18 遥控接收板
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