LG 32LM6200 32吋液晶電視電源模組維修經驗分享

nealxgs

這台LG 32LM6200在2012年時是蠻不錯的32吋液晶電視，屬於該司的32吋高階機型，採用LG IPS面板，使用至今約6年有餘。

在本月初時發生故障，聽到一爆裂聲，瞬間螢幕全黑。

拆開螢幕時，發現電源板的AC110保險絲已熔斷，推測是電源板故障，進行故障原因查找：

1. 這是電源板外觀，初步判斷電解電容均正常，並未鼓起或漏液，且電木PCB本體也十分乾淨，沒有燒焦痕跡，也相對不好找問題。



2. 這是燒毀的AC110V保險絲，以三用電錶量測已經開路。



3. 找到故障的元件了，原來是這顆陶瓷電容爆掉，估計爆裂聲就從此來，因為當下忘了拍圖，所以這張圖就和7相同，換下的屍體就躺在PCB上作個紀念。把PCB翻過來看，推測是Boost PFC電路，主控是Fairchild FAN7930BMX，這組電路會將110VAC進行PFC校正，也因為架構特性會進行升壓，所以才叫Boost PFC。



4. 很好奇的去找原廠維修手冊，沒想到還真的搜得到，於是下載回來看，這本維修手冊寫得非常好，看了電路圖，原來這顆陶瓷電容跨接在開關MOSFET的Drain-Source端，規格是220pF/1kV耐壓，通常這樣接，大多是為了解決MOSFET開關時的震鈴效應(Ringtone Effect)



5. 我維修時沒有帶示波器回家，就用之前設計電源時留存的照片解釋，Ringtone Effect就長這樣，在MOSFET開關時會產生震盪，往往會造成電路工作不穩。



6. 我看了FAN7930BMX的Datasheet，發現原始設計不需要這顆陶瓷電容，於是嘗試只更換保險絲，並移除這顆爆裂的電容，結果一上機半小時左右就又燒斷保險絲了，看來震鈴的情況嚴重，容易造成電源工作不穩，可惜我沒帶示波器回家，沒辦法看波型算震鈴頻率做RC Snubber。



7. 找了一顆不知名的221(220pF)，耐壓2KV的陶瓷電容換上去，進行測試。



8. 可以穩定燒機2小時都正常了，算是完修。



9. 因為這塊電路只用一顆電容做Snubber，想必溫度不低，於是拿紅外線溫度槍量測，果然不意外，工作2小時溫度燒到近90度，以105度的壽命約5000小時來看，能撐6年也是不容易了，我想這種作法也可能是品質控制的一種技巧，不然電視都看不壞，廠商會餓肚子吧。



10. 於是上網買了Murata 220pF 1kV日本廠製品，以2串2並的搭棚方式做了一組220pF/2kV的電容組，替換這顆Snubber電容，目的就是讓這4顆電容平均分散承受2分之1的電壓與2分之1的電流，以降低發熱量，幸好這顆電容週邊空曠，沒有干涉問題。



11. 重新再量測一次溫度，這次溫度就很低了，都在45度左右浮動，低溫穩定。



12. 最後也將其他部位的Snubber電容以並串聯為同容值的方式搭棚，有效降溫，順便將原本已經老化的EL817光藕合器換上Sharp PC817，算是一併輕量改機。



連續燒機36小時，都確定沒問題，可以再戰10年，也一併提供給大家參考，但維修手冊沒辦法附，因為我權限不夠，本文同步發表在PCDVD。

hpo14

這真的學到了，二串二並來減少發熱量

tsaymingshiann

高手是搞設計，學術淵博，請多發表高見，谢々。

sandy319

很棒的維修文、
外行人都看得懂。
謝謝分享…

雨知波自行維修

你的 紅外線溫度槍 好特別，可以特寫一下嗎，

nealxgs

雨知波自行維修 發表於 2018-9-25 07:59 PM
你的 紅外線溫度槍 好特別，可以特寫一下嗎，

哦，那是熱映光電的股東會贈品，我在露天買的，一支200元而已，算是便宜方便，但一點也不專業就是了，我之後想入手一支FLIR或Fluke的熱像儀。

nealxgs

也謝謝hpo14、tsaymingshiann、sandy319的回饋與稱讚，我大多只是潛水，難得有機會回饋一些資訊，拋磚引玉而已。

a9566847

我想問一下如何知道光藕老化呢
是測量會漏電? 有阻抗?
我只有碰過一次外觀有青銅然後測量有阻值
故障電壓是輸出飄動...其他也查不到原因就直接換掉!!

hankhu

很棒的維修文了
值得學習

港都狼仔

恭喜完修~

a471

那測溫的我喜歡~~這樣班長就不用找我出手相助了....90度摸下去不全熟也八分熟了

JACKCHOIU

很有功力,應該是研發設計工程師吧!讚

liou32

厲害,圖文並茂,

nealxgs

a9566847 發表於 2018-9-25 09:29 PM
我想問一下如何知道光藕老化呢
是測量會漏電? 有阻抗?
我只有碰過一次外觀有青銅然後測量有阻值

對的，就是量二極體端的導通電壓會提高一截，一般來說約1.6V，它可以到2V。

另一種情況是CE端斷路或燒掉了。

nealxgs

謝謝hankhu、狼大、a471、JACKCHOIU、liou32謬讚，我只是拋磚引玉。

我本身是RD沒錯，維修真不是專長，若計算這些設備和維修時間，維修效益應該是負的了。

pemit

RD 的思維來處理維修真的讓我大開眼界.

過客

請問如何看波形算震鈴頻率？

過客

再請問這個震鈴頻率除了加電容有幾種解決的方法？

a9566847

nealxgs 發表於 2018-9-26 08:36 PM
對的，就是量二極體端的導通電壓會提高一截，一般來說約1.6V，它可以到2V。

另一種情況是CE端斷路或燒掉 ...

原來是這樣ˋ感謝說明~~讓我有更深的理解!!

a9566847

pemit 發表於 2018-9-26 08:41 PM
RD 的思維來處理維修真的讓我大開眼界.

這算是維修要找問題點
乾脆換台新的比較快
RD注重效益比例!
因為老闆就是要營收

tomh601

果然是讀過書  而且有消化過的 知道找問題點  解決問題點 還可以改善問題點  電容先並再串=原值  順便幫我們複習了一下  厲害喔 ~~ ^^

yoyomay

很詳細的維修文，感謝分享~
這樣改裝，又可以用好久了~

nealxgs

過客 發表於 2018-9-26 09:03 PM
再請問這個震鈴頻率除了加電容有幾種解決的方法？

正規的作法是在震盪點串上一顆電阻R_snbr 和 一顆電容C_snbr。

關鍵在於先從震鈴頻率反推出這個開關電路等效的寄生電感和寄生電容，再反推出適合的R_snbr和C_snbr。

我個人體悟是覺得這就只是大家唸電路學時，學到的RLC電路應用，在學校時我們都學過LC電路的電源給個Impulse就會振盪，要解決震盪就是要計算出一顆合適的R，串上去或並上去，就會有Under-Damping / Over-Damping / Critical-Damping等效果，在這個應用其實就是要把電路往Critical-Damping / Over-Damping的方向推移。

有人可能會問，照這道理，那應該只要R_snbr就好了，為什麼還需要C_snbr？

這是因為開關式電源輸出的振盪訊號有兩股，一股就是f_switch頻率的開關輸出訊號，另一股就是f_ringtone頻率的震鈴訊號，我們想留下f_switch頻率，去除f_ringtone，所以需要透過一顆C_snbr，過濾這兩股訊號，讓f_ringtone頻率的訊號通過R_snbr變成熱量消耗掉，而f_switch頻率的訊號則能若無其事的路過Snubber電路而不被消耗。

以上是我個人設計和實驗時思考的心得，可能不見得是教科書上的見解，有誤歡迎指正。

這裡我給個實際設計的例子，這是之前幫委託人設計一個音響級的交換式電源，主要是供應給小功率A類應用，委託人打算使用LM2676這種整合型交換式IC，但就遭遇了空載時電壓正常，輸出1.5A時電壓就掉一半的問題，所以請我幫他重新設計。

1. 這是一開始沒有任何改善時的狀況，可以看出Ringtone很大，幾乎壓過主要f_switch訊號，所以觸發LM2676的迴授保護，才導致降壓，這說明委託人的設計和Layout問題很大，電路的寄生電感很強。


2. 這是我放大看Ringtone的狀況，也順便可以解釋怎麼算Ringtone頻率，可以看到Ringtone的一個週期約48~50ns，也就是20MHz左右的震鈴。


3. 這是我設計了一組RC Snubber接上去後的波形，抱歉不便給出幫委託人設計的真正數值，畢竟那是委託人要銷售的產品，但以這個例子而言，我是用R_snbr = 2.7 ohm, C_snbr = 1nF，可以看出Ringtone都被消除，只剩下殘存的一小突起，基本上沒有EMI也沒有Ringtone的存在。



至於其他解法，有的就像LG是在Draing-Source端串上一顆小電容，這其實不是真的消除震鈴，這種技巧比較像電源濾波的平滑，因為Drain-Source端的半導體特性使然，在關閉時會有強烈的寄生電容，這個寄生電容的容值不大，所以會和電路上的寄生電感產生LC震鈴，LG的解法就是把這個寄生電容再並聯一顆電容，讓尖銳的震鈴因為容值變大而平滑化，峰值也相對會減少，另外單層陶瓷電容的材料元件特性也會有些ESR，這個ESR也能當作Snubber的電阻來應用。所以這樣的作法震鈴還是多少會存在，但管用就是了。這種作法我記得在Texas Instruments的Application Notes有閱讀過，但我一時找不到那份文件。


我有收藏晶片大廠的資深工程師/大神撰寫的Application Note，設計一些設計開關式架構需要解決Ringtone的Snubber技巧，當初從中獲益良多，若有興趣可以下載閱讀一下。

Snubber Design - NXP.pdf (565.11 KB, 下載次數: 23)

2018-9-28 09:51 AM 上傳

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Snubber Design - Alpha and Omega.pdf (223.45 KB, 下載次數: 19)

2018-9-28 09:51 AM 上傳

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yufun1218

恭喜完修，感謝詳細的說明，真是獲益良多。

zafar

很詳細的解說，工具真齊全，讚

過客

nealxgs 發表於 2018-9-28 10:17 AM
正規的作法是在震盪點串上一顆電阻R_snbr 和 一顆電容C_snbr。

關鍵在於先從震鈴頻率反推出這個開關電路 ...

謝謝真是獲得許多保貴的知識