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美国工程师巧手修电视

2020-04-17 Cherukupalli Rama Murthy 阅读:
美国工程师巧手修电视
2007年,我兄弟买了一台支持高清的LG 26LC7R电视,我们把那台用了20年的CRT电视收起来了(其实还能用)。 新电视有模拟和两个HDMI输入。 现在,十年过去了...

2007年,我兄弟买了一台支持高清的LG 26LC7R电视,我们把那台用了20年的CRT电视收起来了(其实还能用)。 新电视有模拟和两个HDMI输入。 现在,十年过去了...q2Gednc

问题1

这台LCD电视在开机后有图像延迟的问题,起初只有2分钟延迟,几个月后就变成45分钟了。声音是正常的。一开机是白色屏幕(没有OSD),慢慢就出现很细的竖线段(图1),之后图像就正常了。这种情况在所有的视频输入中很常见。看来在延迟这段时间内,出故障的组件被预热了,所以就恢复了。q2Gednc

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图1:竖线问题。q2Gednc

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图2:四个主板的布局。q2Gednc

LG公司的技术员判断是主板出了问题,但是没有可用来替换的备用板。好吧,没有哪一个痴迷DIY的电子工程师可以忍受一台CCFL太亮的不能正常工作的电视,自己动手是不二选择。所以我准备了一台手持式万用表,仔细研究了论坛上的一些建议,然后拆开了电视机。q2Gednc

我看见开关模式电源 (SMPS)板24V 3A CCFL逆变器电源上散热器(图3和图4)的附近有3个膨胀的680µF/35V电容。无疑散热器产生的热蒸发掉了电解液。我换掉了所有的大电解电容,SMPS连接器上测得的输出电压也正常,但是第一个问题仍然存在。q2Gednc

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图3:膨胀的电容器。q2Gednc

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图4:电容器大图。q2Gednc

问题2

在HDMI模式下工作45分钟后,视频变成了静止图像,然后逐渐变成白色,看起来很热的样子。同样的,声音仍然没有问题。立即关机几分钟进行冷却。拔掉电源后,我找到SMPS次散热器、主板IC、主处理器(最烫)和HDMI开关IC上的发热点。q2Gednc

为了确定散热失效是否是可能的原因,我装了一个风扇来冷却打开的电视机的主板。它之前一直在工作。主板上有许多低压差稳压器(LDO)和(老化的)SMD电容,不过所有电压都正常。稳压器输出不稳定会导致发热吗?我回想起EDN文章中有关LDO不稳定的警告。除了现有的SMD电容,我在输出端增加了几个电解电容,如图5所示。然而,它们没有起到任何作用,所以我又把它们拆下来了。q2Gednc

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图5:装上又拆下的电容。q2Gednc

进行测量

我测量了散热器、机身板、主处理器外壳以及顶部通风孔附近的温度(图6)。 图7中的蓝色LED灯表明,这期间TCON(LCD控制器板)的12V电源接通。图9绘出了温度曲线。q2Gednc

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图6:温度传感器位置。q2Gednc

39分钟后,在HDMI模式下视频关闭了。此时,主处理器(视频输出)的关闭(和恢复)与斜率变化有关。q2Gednc

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图7:测量设置。q2Gednc

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图8:褐色过孔之间有走线,而不是接地层。q2Gednc

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图9:电视的温度曲线。q2Gednc

主处理器(VCT 7993P-A1-H000)在散热停止时的温度可能达到了100°C(Rth(J-C)= 35K / W,假定功耗为2W,208引脚TQFP)。在67°C时恢复工作。处理器下方有一个散热铜芯,PCB设计人员没有提供散热面(图8)。电视机可以在寒冷的温度下正常工作,但在热带国家就会出问题,因为那里室温可能高达44°C!q2Gednc

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图10:强制对流冷却。q2Gednc

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图11:过孔增加散热器。q2Gednc

解决问题

与风扇一起增加的还有散热器。注意图10中散热器上的铜片,还有视频处理器、HDMI芯片和D类音频放大器上的新散热器。新的磁性固定40×40毫米风扇有助于对流,不再需要后盖内的VESA安装法兰。随后拿掉蓝色夹子,并将铜板紧紧折叠到散热片上。q2Gednc

在图11中,铜线束将热量从过孔传到主处理器板下方的铜条,再由接地板上的小型铝散热器散热。首先在只使用散热器的情况下读数,然后开启风扇再读数(图12)。q2Gednc

电视修理后温度降低了10~24°。风扇由12V适配器供电。q2Gednc

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图12:电视修理后的温度曲线。q2Gednc

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图13:面板。q2Gednc

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图14:夹钳。q2Gednc

再说问题1

在检查TCON板时,我不小心将LCD偏置电压IC(TPS65161)的引脚短路了。 换掉后,板子正常工作了。我之前花13美元从eBay上买的一块备用TCON板的保险丝烧断了,TPS65161也坏了,修好之后,第一个问题还是存在。q2Gednc

LVDS线缆及连接正常。TCON和LCD面板之间的PCB条也是好的。这导致了FPC(柔性印刷连接或TAB键合):ACF键合到PCB条上。如图14所示,(通过光纤线夹)按下花线连接后,显示屏有了动静,出现了电视调谐器噪音。热循环(10多年来每天都要开/关)可能导致其热胀(接通)冷缩(断开)。诱发的机械应力可能导致粘结剥离。这可以解释视频延迟或预热的现象,并在调整电视框而使屏幕恢复生气后得到证实!q2Gednc

几条LVDS线被扩展并解码为数千条线,从而驱动了数百万个LCD像素。所有这些线和解码IC都通过花线连接至LCD,这对墨菲定律提出了挑战。一条链坚固程度是由其中最薄弱环节决定的,FPC连接和散热设计似乎是电视机中最薄弱的一环,从而影响了电视的使用寿命。内部温度较低会延长电视的使用寿命。q2Gednc

几周后,亚马逊上网站上一款43英寸4K电视吸引了我,它还有80美元以旧换新的折扣。嗯……在电视修好一个月后,我把它送走了。q2Gednc

新电视带一条两脚电源线,在安装过程中,未接地金属边框和后金属板带来惊人的体验。我不顾保修条例,决定将电源线改为三脚电源输入。有了这些经历,下一个故事可能不必再等10年,我一定会尽早行动,防患于未然。q2Gednc

很久以前,佛陀就警告(4K)欲望是所有(TAB键合故障及其他)苦难的根源。学无止境。q2Gednc

通过这个故事,我知道了现代电视设计的不足。制造商为了追求领先的地位,努力将技术推向极限,而忽略了应该为客户提供的价值。诚然在一些地区设备维修人员的数量不断增加,但LCD电视故障也越来越多。产品复杂性似乎是牺牲可靠性而得到的。q2Gednc

(原文刊登于ASPENCORE旗下EDN英文网站,参考链接:Is it the “usual suspects” in this TV repair?,由Jenny Liao编译。)q2Gednc

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