联想LXBL15C PWPC板维修.docx
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联想LXBL15CPWPC板维修
维修手册
联想LXB-L15C（PWPC板维修）
制作：
审核：
核准：
STS技术支持部（内部使用）
A002004.4.13
四、PWPC板电路原理分析3
1.1电源部份的电路原理分析3
1.2INTERVER部分电路分析9
2.1PWPC板电源部份维修流程图14
2.2PWPC板升压部份维修流程图16
2.3PWPC板重点点位的测试波形17
2.4PWPC：
5216A1L1参考电路图20
90-240V
AC输入
线路滤波
桥式整流及滤波DB901
变压器T901
整流滤波
D910D912
四、PWPC板电路原理分析
PWPC板是机器内置的由电源部份与升压部份组合构成，这样设计上简化了机构，降低了成本，提高了产品的性能。
电源部份由：
桥式整流滤波、软启动电路、脉宽调制控制芯片（SG6841）及输出整流12V、5V直流电压等电路构成。
升压部份由：
电压启动回路、PWM控制器（BA9741）、直流变换回路、LC振荡及输出回路等电路构成。
图（9-1）是其内部方框图，下面电路详尽分析了其部份电路的工作原理：
MOS开关管Q903
CN201
软启动电路R906、R907
12V
5V
过压保护回路
Q901
电压反馈回路IC902
PWM控制器IC901
LC振荡及输出回路
PT201Q209
ON/OFF
MOS开关管Q903
直流变换回路
L203
2个灯管
过压保护
ZD203
反馈回路D207
电压启动电路
Q201Q202
PWM控制器U201
亮度调节
0-5V
图（9-1）PWPC板电气方框图
1.1电源部份的电路原理分析
一、输入交流滤波
该部分的主要作用是用于防止由交流输入线引入的噪声，抑制电源内部产生的反馈噪声。
该滤波器被设计成为电磁兼容（EMI）滤波器。
开关电源是把工频交流整流为直流后，再通过开关变为高频交流，其后再整流为稳定直流的一种电源，这样就有工频电源的整流波形畸变产生的噪声与开关波形产生的噪声。
在输入侧泄露出去就表现为传导噪声和辐射噪声，在输出侧泄露出去就表现为纹波。
外部噪声会进到电子设备中，而供给负载的电源噪声也会泄露到外部。
若电源线中有噪声电流通过，电源线就相当于天线向空中辐射噪声。
为此，在开关电源的输入侧要介入电容与电感构成的滤波器，用于抑制交流电源产生的EMI。
噪声分为共态噪声和正态噪声。
对于单相电源，输入侧有2根交流电源线和1根地线。
在电源输入侧2根交流电源线与地线之间产生的噪声为共态噪声；2根交流电源线之间产生的噪声为正态噪声。
这就要求在电源输入侧接入的EMI滤波器要滤除这两类噪声。
在该电源电路中使用如下图9-2的EMI滤波器。
它由共态扼流圈L902，跨接线路电容C901以及线路高通滤波电容C902和C903构成。
其中，L901用于滤除低频共态噪声，C901用于滤除低频正态噪声，C902和C903用于滤除高频共态和正态噪声。
图中R901、R902用于拔掉电源时对电容起放电作用。
图9-2交流滤波及桥式整流滤波电路
二、桥式整流及滤波
当220V交流输入经桥式整流输出后经滤波电容C905滤波后生成一高压的直流电压其大小为1.414VAC，C900起滤除高频电磁干扰用。
三、软启动电路
300V
软启动电路如图9-3所示，图中的电阻R为R906、R907、为1M的等效电阻，由于这些电阻的阻值很大，所以其工作电流很小。
刚启动开关电源时，SG6841D所需要的启动工作电流由+300V直流高压经过R降压后加至SG6841D的输入端Vin实现了软启动。
一旦开关功率管转入正常的工作状态，自馈线圈4-5端上所建立的高频电压经D902、C907整流滤波后，就作为芯片的工作电压，至此启动过程结束。
图9-3电源软启动电路
四、脉宽调制控制器SG6841D
在LCDMonitor中Adapter采用的是开关电源设计方法。
开关电源具有体积小、重量轻、变换效率高等优点，因此被广泛应用于电子产品中，特别是脉宽调制（PWM）型的单片开关电源。
PWM型开关电源的特点是固定开关频率，改变脉冲宽度来调节占空比。
其基本工作原理：
交流220V输入电压经过整流滤波电路变成直流电压，再由开关功率管斩波和高频变压器降压，得到高频矩形波电压，经整流滤波后获得所需要的直流输出电压。
脉宽调治器是这类开关电源的核心，它能产生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号，控制开关功率管的通断状态，来调节输出电压的高低，达到稳压的目的。
以下将要介绍的电源适配器就是这种类型的脉宽调制的单片开关电源。
它所用的是SG6841D脉宽调制集成控制器。
SG6841D有下列性能特点：
（1）它属于电流型单端PWM调制器，具有管脚数量少、外围电路简单、安装调试简便、性能优良、价格低廉等优点。
能通过高频变压器与电网隔离，适合于构成无工频变压器的20～50W小功率开关电源。
（2）绿色模式待机时的低功耗和完美的保护特性。
在待机模式下：
把反馈电压作为参考值，一旦反馈电压低于门限值，输出线性下降以减少功耗，同时提供一定的输出电压。
保护特性：
1、NTC电热检测器用于检测温度升高时起保护作用。
当环境温度上升，ICRTPIN电压小于0.65V此时PWM占空比将减小，可使SMPS功率输出降低，进而使温度下降。
如果环境温度再次上升，将关闭输出PWM。
2、功率检测器起一个过载保护。
通过检测ICPIN6检测电阻，当此PIN电压高于门限电压0.85V时，GATE输出被关闭。
（3）启动电流和工作电流分别降至30uA和3Ma,从而改善功率转换效率，PWM频率可以通过改变外接电阻来改变。
启动电流:
典型值为30UA，超低启动电流充许用户使用高阻抗，低启动电阻，以提供SG6841所需的启动电流。
工作电流为3MA，它降低VDD保持电容的要求。
（4）SG6841D属于电流控制型脉宽调制器。
所谓电流控制型是指，一方面把自馈线圈的输出电压Vin反馈给误差放大器，在与基准电压进行比较之后，得到误差电压Vr；另一方面初级线圈中的电流在取样电阻R919上建立电压，直接加到IC901PIN6电流检测比较器的同相输入端，与Vr作比较，进而控制输出脉冲的占空比，使流过开关功率管的最大峰值Ipm电流总是受误差电压Vr的控制，这就是电流控制型的原理。
其优点是调整速度快，一旦+300V输入电压发生变化，就立即引起Ipm的变化，迅速调整输出脉冲的宽度。
为了改善开关MOS管的控制和保护其不至于过压，输出驱动电压被限为18V.
（5）图9-4为SG6841D内部框图。
图9-4SG6841D内部框图
（6）如图9.4即为SG6841D的内部框图。
其各引脚的作用如下：
Pin
NAME
功能
Pin
NAME
功能
1
GND
接地
5
RT
温度保护
2
FB
电压反馈输入端
6
SENSE
电流检测脚
3
VIN
启动电流输入端
7
VDD
供电端
4
RI
参考设置
8
GATE
PWM驱动输出
五、高压保护回路、温度过高保护回路
1、高压保护回路如图9-5所示，当电网电压升高超过最大值时，自馈线圈输出的电压也将升高。
该电压将会超过20V，此时ZD901被击穿，R911上就会产生压降，当这个压降有0.6V时将使Q902导通，拉低Q901的基极电位，使Q902也导通，使D903导通,这样SG6841DPin4接地，产生瞬间短路电流，使SG6841D迅速关断脉冲输出。
另外Q902导通，这样SG6841DPin7的15V基准电压通过R909、Q901直接接地。
因此切断了IC的电源，达到高压保护作用。
2、温度过高保护回路:
当电路的元件（IC、开关管）工作温度升高超过最大值时，IC的内部专有一个热保护器从PIN5接电阻连到地以检测温度。
当此PIN的电压低于门限电平0.65时，迅速关断脉冲输出，保护了电路的重要元件。
PIN4
VDD
图9-5高压保护回路
六、开关功率管及限流电路
SG6841D的Pin8脚输出一个如图9.6所示的脉冲波，该脉冲的频率为58.5kHz，占空比为11.4%。
该脉冲控制功率管Q903的按其工作频率进行开关动作。
这样变压器就开始工作，电流从Q903的漏极流向源极，在R917上产生电压。
R917为电流检测电阻，由它产生的电压直接加到SG6841D的过流检测比较器的同相输入端，只要该电压超过1V，将使SG6841D内部的电流保护电路启动，使Pin8关闭，实现过流保护。
这就是限流电路的工作原理。
七、直流变换回路（变压器T901）
当SG6841D输出的如图9.7的波形，Q903做开关状态，其工作频率为58.5kHz，占空比为11.4%。
T901开始工作，在高电平Q903导通，T901的初级线圈有电流流过，产生上正下负的电压，则次级产生下正上负的感应电动势，这时次级上的二极管D910截止，此阶段为储能阶段；而低电平时，开关管截止，初级线圈上的电流在瞬间变为0，初级的电动势为下正上负，在次级上感应出上正下负的电动势，此时D910导通，有电压输出。
再经过整流滤波后即可输出。
图9.8的波形中可以看出该电压波形有较大的浪涌电压和振铃现象，其浪涌电压的峰-峰值超过70V这是由MOS管自身关断时产生和内部二极管的反向恢复特性产生的浪涌电压，由于在电路中没有加RC吸收电路或加二极管来抑制而产生的。
图9-6中T901的次级输出端的二极管上并接了一RC（R920、C920）回路，用于吸收二极管D910上产生的浪涌电压。
当关机时T901的初级线圈还有电流，此时Q903已截止，D901、R911、C906即形成放电回路，C906同时还有起滤除高频谐波的作用
5V
12V
图9-6T901工作回路
图9-7SG6841D输出脉冲
图9-8Q903漏极电压波形
八、输出整流滤波回路
1、D910、C920、R920、L903、C922和C924构成了电容和LC滤波器。
使得输出为稳定12V的直流电压向升压板及主板音频电路供电。
2、D912、C921、R921、L904、C923和C925构成了电容和LC滤波器。
使得输出为稳定5V的直流电压向主板电路供电。
九、电压取样和反馈回路
如图9-9所示的电路图为，电流、电压取样和反馈回路。
图中的IC903为TL431芯片。
其内部原理图如图9-10所示。
其内部有一个电压比较器，该电压比较器的反相输入端接内部基准电压，该基准电压提供一个基准的比较电压，该电压为2.495V±2%。
该比较器的同相输入端接外部控制电压，比较器的输出用于驱动一个NPN的晶体管，使晶体管导通，电流就可以从Cathode端流向Anode。
12V
5V
图9-9电压、电流取样和反馈电路
12V的直流电压经过R922，R924分压，在R924上产生电压该电压直接加到TL431的R端，由电路上的电阻参数可知该电压正好能使TL431导通。
这样就要电流流过发光二极管，光电耦合器IC902开始工作。
至此完成电压的取样。
图9.10TL431原理图
如果电网电压升高导致输出电压随之升高，这样流过IC903光电耦合器的电流也就随之增大，光电耦合器内部发光管的亮度越大，光敏三极管的内阻就越小，则光敏三极管端的导通程度加强，IC的PIN2端电压下降，该电压加到SG6841D内部误差放大器的反相输入端，从而控制SG6841D输出脉冲的占空比，降低输出电压。
这样就构成了过压输出反馈回路，达到稳定输出的作用，能使输出电压稳定在12V和5V输出左右。
十、输出过压保护回路
当次级二组输出电压异常升高，此时电压将会超过12.2V或5.1V，此时ZD902或ZD903被击穿将导致光电耦合器内部发光管的亮度异常加大，致使ICPIN2通过光敏三极管接地，迅速关断脉冲输出，达到保护目的。
1.2INTERVER部分电路分析
一、升压板概述
（1）、Inverter即逆变器，又叫电压升压板。
它是专为Panel的背光灯提供工作电源的。
Panel用的背光灯采用的是冷阴极荧光灯管（CCF），该灯管的工作电压很高，正常工作时的电压为600～800V，而启动电压则高达1500～1800V，工作电流则为5～9mA。
因此Inverter需要有如下功能：
Ø能够产生1500V以上的高压交流电，并且在短时间内迅速降至800V左右，这段时间约持续1-2S，电压的曲线如图10-1所示:
Ø由于Inverter提供电流的大小将影响冷阴极荧光灯管的使用寿命，因此输出的电流应小于9mA，需要有过流保护功能；
Ø出于使用的考虑，要有控制功能，即在显示暗画面的时候，灯管不亮，该控制信号可以由主板上的MCU或图形处理器提供；
1.
图10-1Inverter输出电压变化波形
CN201
（2）、Inverter是一种DCTOAC的变压器，它其实与Adapter是一种电压逆变的过程。
Adapter是将市电电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出，而Inverter是将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电；两个部分同样都采用了目前用得比较多的脉宽调制（PWM）技术，其核心部分都是一个PWM集成控制器，Adapter用的是SG6841D，Inverter则采用BA9741F芯片。
12V
ON/OFF
二、Inverter的工作原理简要分析（图10-2为其工作方框图）
LC振荡及输出回路
PT201Q209
直流变换回路
L203
2个灯管
MOS开关管Q903
电压启动电路
Q201Q202
PWM控制器U201
反馈回路D207
亮度调节
0-5V
过压保护
ZD203
图10-2Inverter工作原理框图
（1）Inverter输入接口部分：
Inverter输入部分有3个信号它们分别为：
12V直流输入VIN、工作使能电压ON/OFF及Panel的亮度调节信号。
其中12V直流由电源提供；ON/OFF电压由主板上的GM2115提供，其值为0或3V，当OFF时=0V，Inverter不工作，而OFF时=3V，Inverter处于正常工作状态；而亮度调节电压由主板提供，其变化范围在0～5V之间，将不同的电压值反馈给PWM控制器反馈端，Inverter向负载提供的电流也将不同，DIM值越小，Inverter输出的电流就越小,亮度就越暗。
（2）电压启动回路：
图10-3的电路是常用的电源控制回路，由一个PNP和一个NPN管组成，它有两个工作阶段：
第一阶段，当ENB电压为低电平（0V）时，Q201管处于截止状态，因此Q202管也截止，此时Q202管C集上的直流电压不能加到U201（BA9741）的Pin2输入端，所以U201因无输入而不工作，Pin1就无输出脉冲，因此整个Inverter就不工作；第二阶段，ENB为高电平，此时Q201管饱和导通，Q202管B极被拉低，因Q202为PNP管，且其C集上加有12V的直流电压，故Q2导通，12V电压加至IC供电脚Pin2，启动IC工作，U201就有脉冲输出去控制开关管工作，整个Inverter就处于正常工作状态，输出高压去点亮Panel的背光灯灯管。
ICVCCPIN9
图10-3电源控制回路
（3）BA9741F控制器简介：
BA9741F与TL1451是双通道输出的PWM驱动调整,其IC工作电压范围3.6～35V，作为DC-DC转换器具有以下特点：
1、精确度的内部参考电压（2.5）输出
2、短路保护（SCP）
3、欠压保护
4、死区（过压）保护
（3.1）表（10-1）是BA9741F的引脚定义：
PIN
简称
功能
PIN
简称
功能
1
CT
外接振荡电容
9
VCC
电源供电端
2
RT
外接振荡电阻
10
OUT2
脉冲电压输出端
3
NON1
同相输入放大器
11
DT2
死区（过压）保护端
4
INV1
反相输入放大器
12
FB2
内部误差放大器输出端
5
FB1
内部误差放大器输出端
13
INV2
同相输入放大器
6
DT1
死区（过压）保护端
14
NON2
反相输入放大器
7
OUT1
脉冲电压输出端
15
SCP
过流（短路）保护端
8
GND
接地端
16
VREF
基准电压（2.5v）
（3.2）内部参考电压：
由直流供电VCC产生的2.5V基准电压用于向内部电路提供电源，并且作为误差放大器和过流保护比较器提供比较的基准电压。
经过衰减器产生的1V基准电压输入到误差放大器的同相输入端，作为误差放大器的比较电压。
⑵
图10-4BA9741F内部原理图
⑶（3.3）振荡器和PWM：
振荡器的频率可以通过在Pin2的RT端与GND之间串接一个电阻来设置的，其范围是10～800kHz,因此电阻的取值范围应在5.1～50kΩ之间。
振荡器的输出是一个三角波电压当（fosc=10k）时，其最小值为1.79V，最大值1.32V。
脉宽调制比较器将误差放大器的输出和死区控制（DTC）输入与三角波电压进行比较。
当三角波电压比这两个电压中较大的那个小时,就关闭晶体管的输出。
⑷（3.4）过压保护：
在Pin11的DTC端提供了一个限制输出转换占空比的方法。
在该端与地之间接一个电阻，这样在DTC端就可以得到一个死区参考电压，它与振荡器输出的三角波电压进行比较。
当该电压等于或大于1.79V时，输出的占空比为0%.如果该电压等于或小于1.32V时，输出的最大占空比为100%。
（3.5）欠压保护：
当输入电压过低时，欠压保护电路将关闭输出晶体管的输出以及当输入电压低于3V时，将复位短路保护电路。
⑹（3.6）短路保护（SCP）：
BA9741F内部有一个短路保护回路，当转换器的输出发生短路时，它将切断电源，当SCP回路处于工作状态时，它将阻止开关打开直到内部电路被复位。
可以通过用减少输入电压直到欠压电路起作用或通过外部拉低SCP端。
三、直流变换回路
由MOS开关管Q203和储能电感L201及D201组成了电压变换电路，BA9741F输出的脉冲经过Q205、Q207组成的推挽放大器放大后驱动MOS管做开关动作，使得直流电压对L201进行充放电，这样就从L201的另一端输出了如图10-5的交流电压：
图10-5L201输出电压波形（ƒ=101.5KHz）
由于电路中的MOS开关管Q203采用P沟道场效应管，因此当U201输出脉冲为低电平时对L201进行充电，高电平时Q203截止，L201放电。
Q203输出的脉冲波形如图10-5。
图中的Q205、Q207组成的推挽放大电路是起放大作用，由于U201输出脉冲的电流较小，不能直接驱动MOS管Q203工作，因此必须加上放大电路加以放大。
过压保护电路：
利用BA9741F的DTC死区控制电路可以组成一个过压保护电路，其工作原理（如图10-6）：
当L201输出电压过高时，当它超过D203管的稳压值11V时，D203管将会被击穿，使得Q6管导通，这样就把U1的Pin6脚DTC的电压拉低，使得其电压值低于0.7V，内部死区控制电路就关闭输出晶体管的输出。
PIN10（PWMOUT）
PIN11DTC
图10-6工作原理图
四、LC振荡及输出回路：
C213和PT201初级线圈组成LC振荡，Q209、Q210组成PUSH-PULL回路，它们处于交替工作状态，R224、R225、R226、R227为启动电阻。
Q209、Q210的输出电压在PT上迭加通过LC振荡就产生了高压正弦交流电输出。
在输出方面，C215、C216为耦合分压电容。
当负载的Panel灯管未点亮时，输出回路没有导通，由PT1产生的1500V的高压电通过电容耦合作用加在负载两端，这样就满足了冷阴极荧光灯的启动条件，荧光灯被点亮。
此时输出回路导通，有电流流过电容，由于电容有阻抗存在，因此电容两端就产生了压降，选择电容的参数值就可以使通过电容衰减后加在负载两端的电压变为800V左右的工作电压。
图10-7工作原理图
五、输出电压反馈：
当负载工作时，在R232两端有交流电压存在，该电压经过D205、D207、C211整流滤波后，得到一个直流的采样电压。
将该电压反馈给BA9741F的Pin14端，用于反馈控制BA9741F输出脉冲的占空比，达到稳定Inverter输出高压的作用。
2.1PWPC板电源部份维修流程图
维修PWPC板时，因其PCB板为双面元件，会给维修带来很多的不便，建议脱离机器维修。
一、电源指示灯不亮或暗
是
主板不良，检修方法请参见（主板维修流程图）
开机，用电压表测量主板CN503接口的PIN5PIN9分别输出的12V与5V电压是否正常
否
脱离机器维修1、请注意电源地线
2、小心操作、防止触电
3、焊接元件时请断开电源
脱离主板与PWPC板的连接线，测量PWPC板上的所对应12V、5V电压是否正常
用电压表测量C904两端的电压是否为正常的300V左右
测量IC901PIN7供电电压是否为正常的13V
是
否
OK
是
（1）请检查启动电阻R906、R907是否开路或变值
请检查电源输入元件（F901、NR901、DB901、C904）及开关管Q203
测量为低电压
（2）请检查PIN7供电元件D902、R908
否
（3）用电阻法测量ICPIN7对地阻值及Q903是否不良
（4）用断开法检查保护电路元件ZD901、Q902等
检查其负载相关回路元件：
D910、ZD902等
是
（1）断开T901PIN9开机测量电压是否恢复正常
测量为跳变电压
是
检查其负载相关回路元件：
D912、ZD903等
（2）断开T901PIN7开机测量电压是否恢复正常
（3）检查其电压反馈回路元件：
IC902、IC903等
请检查其IC供电电容C906、C907及IC本身
测量为正常电压
二、画闪（异音）
是
检查升压部份电路
开机，用电压表测电源负载输出是否为稳定12V及5V电压
否
检查电源的300V滤波电容C904是否不良
否
是
更换不良元件
代换其IC供电滤波电容C906、C907是否不良
否
代换其负载输出的滤波电容C922、C923是否不良
三、表（10-2）电源部份IC及三极管工作时的参考电压
（1）IC901
PIN
NAME
电压值
PIN
NAME
电压值
1
GND
0V
5
RT
1.59V
2
FB
1.71V
6
SENSE
0V
3
VIN
14.7V
7
VDD
12.53V
4
RI
2.71V
8
GATE
0.81V
（2）IC902
PIN
电压值
PIN
电压值
1
5.05V
3
0V
2
3.98V
4
1.7V
（3）IC903
PIN
NAME
电压值
图示
1
R
2.48V
2
K
3.99V
3
A
0V
（4）三极管
升级会员 