松下42PV70C（Ⅲ第三部分）等离子电视屏幕扫描原理和故障分析

 松下42PV70C（Ⅲ第三部分）等离子电视屏幕扫描原理和故障分析

本资料原创吴善龙。由北京松下等离子电视维修中心整理提供：
在上篇《42PV70C松下等离子电视屏幕扫描故障分析判断(Ⅱ)》中我们讨论了松下等离子电视扫描电路板的脉冲缓冲放大器，扫描电极维持方波驱动电路以及能量回收电路等，这篇我们接着讨论松下42PV70C等离子电视屏幕扫描电路板的其它故障及工作原理：
       五：（本资料由北京松下等离子电视维修中心提供）在上一节 “四”中，祥细分析了加到PDP屏幕SC极电极上的维持波形的形成电路，这一波形主要是用作使PDP屏幕维持发光显示图像的。下面，在本中仔细分析屏幕的预放电。预放电由VSET脉冲来完成。预放电是每埸进行一次，在每一埸开始之前进行。PDP电视为了降低大面积图像闪烁，在图像处理电路中先把50HZ的埸频变为100HZ后，再送到PDP屏幕显示。因此PDP屏幕的埸频是100HZ，周期是10MS。为什么要预放电呢？预放电的作用就是让屏幕中上百万个像素内放电腔体回复到统一的情况之下。因为在上一埸的图像中，每个像素显示的图像内容不同，亮暗状态不一致，每个像素内的放电量就不一样，每个像素内残余的壁电荷多少不同，这些上一周期放电残余的壁电荷会干扰和影响本周期放电，造成显示的图像杂乱无章。因此，在进入下一放电周期之前，要先进行对放电腔体的预放电。在预放电时，给全部像素腔体加同一个预放电脉冲，使全部像素在预放电时进行同样程度的放电，这样就达到了全部像素腔体壁电荷的统一，使全部像素在下周期的放电中处于同一起跑线上。预放电脉冲由D板内的可编程门陈列产生，它们是CPH1和CPH2，这是两个互为反相的5VP脉冲，波顶是5V，波底部是0V。它们由前面图中SC20插座的19脚输入CPH1，由28脚输入CPH2。分别加到IC6562：6脚和8脚，在IC内部缓冲放大后，分别从14、12脚输出。分别加到IC6752的12和14脚，北京松下等离子电视维修中心友情提供电路见图所示：
 

IC6752是大功率埸效应管驱动专用集成电路，双列16脚封装。左面的8个脚是驱动电路的初级（输入端），右面的8个脚是带有自举升压电路的驱动输出端。11脚接15V电源，在次级的输出端有两套自举升压电路：D6765、C6756（自举升压电路1）和D6766、C6753自举升压电路2）。下面分析一下自举升压是路1的工作原理：当Q6421—23（上面的插图）导通时，升压电路1的工作过程：15电源------------D6497------R6765----------D6765---------C6756-------Q6421、Q6422、Q6423-----------地，上述电流给C6756充上15V电压，上正下负。通过R6766加到IC6752：7脚，作为升压驱动的电源。以保证从8脚输出的驱动脉冲，始终比6脚电位高15V。只有这样才能保证能正常驱动后面的Q6601。如果没有这个自举升压电路，则IC6752次级电源7脚只有15V，而此时6脚峰值电压是180V，很显然IC6752：8脚不能正常输出驱动脉冲。而有了自举升压电路，则保证7脚电源端始终比6脚悬浮地高15V。自举升压电路2的工作原理：当Q6421、Q6422、Q6423导通时（见前面的章节），自举升压电容开始充电，充电电流如下：15V-------D6497---------R6768-------D6766------R6769----------C6753---------R6639---------D6621、D6623、D6624----------Q6421、Q6422、Q6423---------地。上述电流给C6753充上了15V电压。从3脚进入IC6752作为驱动输出管的悬动电源。不论2脚电压怎样悬动（悬动到高电平时，可达到190V），可保证1脚输出的脉冲高电平，比2脚高15V，也就是1脚输出的高电平，是悬动在2脚之上的，比2脚高15V。这个15V的脉冲幅度，就可以很好的驱动后面的大功率开关管Q6621、Q6622。（本资料由北京松下等离子电视维修中心提供）
VSET脉冲的形成：CPH1脉冲用于形成VSET脉冲，CPH1脉冲先加到IC6752：12脚，经内部放大后从8脚输出15VP-P的正脉冲，加到后面的VSET脉冲形成电路。
北京松下等离子电视维修中心友情提供电路图：
 

上图中，Q6601的D极加的是330V：VSET电压，15VP-P的CPH1脉冲自左端输入，加到Q6602的C极。Q6602的E极接有一个6.8K的电流负反馈电阻，这使Q6602：E极输出的驱动电流很小，Q6602、R6607等效成一个阻值很大的电阻，15VP-P的驱动脉冲电压，降在在Q6602上大约10V，加到Q6601：G、S极间只剩1/3。因此，Q6601是处于微导通状态、等效于一个电流比较小的恒流源，给PDP屏上分布电容充电。实测加到Q6601：G、S极间的驱动脉冲只有4VP-P。只有当MOS大功率管的G、S极间驱动脉冲达到10VP-P以上时，才会进入饱和导通状态。在正的驱动脉冲前沿到来时，因为Q6601：G、S极间有大的等效电容，该正脉冲会产生较大的充电电流，为此设计Q6603、D6605，可以消除正脉冲前沿过大的驱动电流。上图中：在Q6601的D极与G极间，有交流负反馈电容：C6603、C6604，用以形成锯齿波电压。因为有这个负反馈电容的存在，当CPH1平顶的正方波加到Q6602集电极输入时，Q6601处于线性区导通（微导通），给屏幕上电容充电，形成上升状锯齿波电压，见下图中Q6648-G的线段①。线段①的顶尖电压是330V（VSET）。经实测：线段①的时间宽度是80US，线段①的斜率由R6605的阻值决定，阻值越小，斜率越大。由于R6605的阻值较小（1.8K），所以线段①的上升斜率大、时间宽度窄。下图中，Q6648-S波形是SC波形产生电路产生的波形，TPSC1波形是在Q6648-S波形的基础上迭加VSCN（145V）直流电压后得到的。该电路产生的TPSC1波形，加到PDP屏幕中的扫描电极上，此时屏幕的SS电极接0V，因此相当于SC电极加的VSET脉冲电压的正极，SS极加的是VSET脉冲电压的负极。当IC6752：8脚输出CPH1正脉冲形成VSET脉冲的同时，1脚输出负脉冲CPH2，经Q6762缓冲后，加到Q6621、Q 6622的G极，这两个管子同时截止，防止330VP的VSET脉冲通过⑤号线反窜到前级，使前级电路造受损坏。在下图中的线段②：CPH1脉冲结束后，Q6601截止，VSET电压消失，而此时CMH脉冲为正，Q6401、Q6402、Q6403导通，从S极输出VSUS：190V电压，通过Q6621、D6623、D6624加到Q6601：S极，所以，在线段②后部形成一个短暂的VSUS电平。由上述分析看出：由于VSET脉冲高达330V，加到PDP屏幕的扫描电极（SC）与维持电极（SS）之间，由于这个电压值大于像素内气体的放电电压值，所以，产生放电，但由于这个脉冲时间宽度很窄，放电很短暂，所以产生的亮度很低，看起来屏幕仅是微亮。因此，电视机通电后，屏幕能否产生微亮是判断VSET脉冲有无的判断依据。因为仅是微亮，不会对正常显示图像产生影响。VSET脉冲的顶部设计成线性上升的锯齿波电压，而没有设计成平顶状VSET脉冲，主要是为了减小放电量，把屏幕的黑底尽量做到最黑。VSET脉冲电压是同时送到PDP屏幕上全部的扫描电极的。此时面屏幕上全部像素都同时进行预放电。气体的放电，实际上就是气体的电离与离子的复合。先电离成正、负离子，然后正负离子复合，复合时，电子从高能状态降回到低能状态，多余的能量以发光的形式散发出来。等离子发光的原理，就是这个原因。一个密闭腔体内充有惰性气体，并设有相互平行而且绝缘的两个电极，这两个电极的表面涂有绝缘层，所以电极与惰性气体间也是绝缘的。当在两个电极间加有170V以上的电压时，在两个电极间就会产生强度足够高的电埸，这个电埸称为外电埸，电埸的方向由正电极指向负电极。这个电埸力，就会使惰性气体原子内的最外层电子，受到电埸的吸引力，电子摆脱原子核的束缚，变成自由电子，由于电子带负电，所以会飞向正极性的电极。失去电子的原子称为离子，由于带正电，所以称为正离子，正离子飞向负极性的电极。上述的电子和正离子在电埸力的作用下高速定向飞行的过程中，不断的与相邻的气体原子碰撞，从而把相邻原子中的电子碰撞出来，形成新的自子电子和正离子。上述过程是一个循环加剧的过程，结果大量的气体原子被电离。同时，大量的自由电子在定向飞行的过程中，与正离子相遇而复合。从而发出光线。本来惰性气体是绝缘的，不导电。电离后的惰性气体是导电体。这时如果相邻电极间加有电压，就会通过电离的气体导电，这种导电称为放电。电流通过金属导体时称为导电，而当电流流过气体时为了区别前者，称为放电。随着放电进行，加正电压的电极表面吸附的是电子越来越多形成电子堆，加负电压的电极表面吸附的正离子越来越多形成正离子堆，电子堆带负电，正离子堆带正电，这两堆电荷间形成一个内电埸，内电埸的方向由正离子堆指向电子堆。从上述描述不难看出，内电埸的方向与外电埸的方向正好相反。两个电埸是相互抵消的。在开始放电时，由于内电埸很弱，外电埸对气体的电离作用强。在放电后期，由于内电埸越来越强，抵消了外电埸对电荷的作用力，当内、外电埸力抵消后，两个电极间的合成电埸力下降到一定程度时，放电就会停止。但此时，在正、负电极的表面分别吸附了大量的电荷堆。对于PDP屏幕来说，由于扫描电极加的是VSET电压 的正极，维持电极加的是VSET电子表的负极，因此在扫描电极的表面吸附了电子堆，在维持电极表面的吸附了正离子堆，下一步的工作就是要专门清楚这两个电荷堆，北京松下等离子电视维修中心友情提供电路图：
 

        六、上图中的线段③：是一个线性下降的锯齿波电压，这个电压的作用就是为了擦除由于预放电而在各个像素电极内壁上产生的电荷堆。线性下降锯齿波电压的产生电路（本资料由北京松下等离子电视维修中心提供）：这个下降的锯齿波电压是由CEL方波产生的。CEL方波由D板（逻辑板）产生，通过SC板SC20插座：13脚加到缓冲器IC6562：2脚，在内部经缓冲放大后从18脚输出，加到光耦PC6705：1脚。光耦主要起初级大地与次级悬浮地的隔离。下图中，IC6771是三端稳压IC，输出电源加到光耦8脚，作为电源供电。光耦从7脚输出CEL方波，加到与门IC6773：B输入端，从4脚输出CEL方波，北京松下等离子电视维修中心友情提供CEL方波图：
 

加到IC6772：8脚，IC6772是大功率埸效应管驱动专用IC，它的1脚接16V浮动电源，3脚接VAD（-105V）电源，4脚输出CEL方波，加到Q6661的驱动电路Q6662。Q6662的E接有电流负反馈电阻：R6662（3K）、VR6602（5K），D6665稳压值是5.1V，用以限制Q6661的最大驱动电流，这一电路使Q6661的驱动电压低、驱动电流小、使Q6661工作在线性导通（非饱和导通）。在Q6661的D极、G极间接有电容负反馈电路：C6661、C6662，用于产生锯齿波电压。产生的锯齿波电压从D极输出加到PDP屏幕扫描电极上。当IC6772：4脚输出CEL正方波时，通过Q6662加到Q6661的G、S极间，Q6661导通，但由于有上述高阻驱动电路，实际加到Q6661：G、S极间的驱动脉冲幅度只有5VP-P（驱动脉冲大于10P-P时，大功率埸效应管才会饱和导通），Q6661处于微导通状态。由于Q6661的S极接的是VAD（-105V）电源，此时，-105V电源电压，给PDP屏幕进行充电，充电的终止值是105V。从线段③可以看见，该电压逐渐下降到VAD的电压值。线段③的时间宽度经实测是180US，调节VR6602，可以改变Q6661的驱动电压及驱动电流，使Q6661的D极电流增大或是变小。就可以改变线段③的斜率，从而改变擦除像素内壁残余电荷的效果。如果调节不当，屏幕就会出现花屏、屏幕顶部图像晃动、彩色杂乱、好像两埸图像迭加到一起的现象等。图中的R6661用以设定线段③的斜率，由于R6661阻值较大，所以线段③的斜率小，下降缓慢，宽度达180US 。
在前面讲过，在VSET脉冲加在扫描电极与维持电极时，引起的预放电在扫描电极表面吸附了电子堆，在维持电极表面吸附了正离子堆。现在我们在扫描电极加了线段③所示的锯齿电压，与此同时，在维持电极加了一个固定的160V电压，在线段③启始处的电压等于VSUS电压（180V），与此同时维持电极（VE）电压为160V，两者间电压差减小，随后，随着线段③电压线性下降，扫描电极电压逐步下降，当扫描电极电压低于160V时，扫描电极电压开始低于维持电极电压，在两个电极的电压差中：维持电极电压高于扫描电极电压，维持电极电压为正，扫描电极电压为负，扫描电极的负电压开始驱散扫描电极表面的电子堆，维持电极的正电压开始驱散维持电极表面的正离子堆，使正负离子缓慢中和，从而消除了每个像素内电极表面的电荷。北京松下等离子电视维修中心友情提供示意图：
 

新型的松下PDP电视机，把每个电视埸分解为十二个子埸显示。在每个电视埸的第一个子埸前，插入VSET脉冲进行预放电（上图中线段1）、电极表面残余电荷堆清除（上图中第一个线段3）。在每个电视埸内12个子埸维持放电完成后，也要进行电极表面残余电荷的清除（即有12个子埸就有12次电荷清除，每个子埸结束处都要进行电荷清除，防止本子埸放电产生的残余电荷影响下一子埸正常的放电），见上图中波形6之后的线段3。上图中的2个线段3，都是由D板产生的CEL方波控制之下产生的。
       七、（本资料由北京松下等离子电视维修中心提供）图中的线段④：线段④是由SCSU方波脉冲形成的。
SCSU脉冲是由D板（逻辑板）产生的，通过SC板SC20插座22脚加到IC6561：17脚，经内部缓冲后从3脚输出，加到光耦PC6705：4脚，北京松下等离子电视维修中心友情提供电路图：
 

光耦进行初、次级地的隔离后，从6脚输出，加到与门IC6774的B输入端1脚，A输入端2脚接电源电压高电平，所以只要1脚有正脉冲输入，4脚就有正脉冲输出。加到IC6671的2脚，1脚接16V-F电源，4脚输出SCSU脉冲，加到Q6679、Q6680的基极，这是一个典型的大功率MOS管驱动电路，也称为灌流电路。当4脚输出正脉冲时，该电路中的Q6679导通，可以向两个大功率MOS管：G极等效电容灌入较大的驱动电流，使MOS管可以很快的开启，当4脚输出低电平时，Q6680导通，可以把两个MOS管G极等效电容上的电荷极快的抽出，使MOS管快速截止。这样可以提高开关管的开关速度，减小开关管的开启损耗与关断损耗。该驱动电路可以使两个MOS管进入深饱和导通状态。当它们导通时，就把VAD（-105V）加到SU、SD板内的输出IC引脚上，以进行像素腔体壁电荷的写入（寻址）。Q6679：E极输出的SCSU正脉冲还加到Q6665的基极，Q6665导通，关闭Q6661。北京松下等离子电视维修中心友情提供图纸：
 

           八、（本资料由北京松下等离子电视维修中心提供）PDP屏幕放电与寻址、擦除电荷的隔离：由CEL方波来完成。PDP屏幕的工作时序分配按下列时间顺序：

1、预放电（一个电视埸进行一次），2、擦除像素腔体内电极表面的电荷，3寻址，4发光放电，5每个子埸发光完毕后擦除腔体内电极表面的电荷。SC板要产生上述5种波形，为了防止这5种波形间产生相互干扰，就要设置电子开关对SC板内的电路进行切换、隔离。CEL方波就可以完成上述波形间的部份隔离。有关电路见下图所示：来自D板的CEL方波加到SC板内的SC20插座，经前面介绍的脉冲缓冲后，加到IC6772：2脚，在内部经倒相后从7脚输出，加到灌流驱动电路Q6781、Q6782基极，这两个管子推动后面的6个大功率MOS管。由于这6个大功率MOS管的S极接在悬浮地VF-GND上，因此，设计了自举升压电路：D6773、C6775。自举升压电路的工作过程：
16V-F电源的地是悬浮地VAD（-105V）电源之上的。IC6772：6脚VS与VF-GND相连，当该点为低电平时，等于VAD（-105V），当该点为高电平时，等于VSUS=190V。很显然，当6脚（即Q6782：C极）等于190V时，190V远高于16V-F电源电压，Q6781、Q6782将截止，不能正常驱动后面的6个大功率开关管。设计自举升压电路可很好的解决这一问题。当VF-GND等于低电平（VAD）时，自举升压电容充电，充电电流：16V-F----------R6777---------D6773--------C6775---------VAD-------16V-F地端。上述电流给C6775充上15V电压。当VF-GND上升到高电平190V时（也就是VS点电位等于190V），由于C6775两端电压保持不变，，因此C6775正端的电位上升到205V，此时D6773负端电位高于正端电位，D6773截止，而C6775两端的15V电压，作为电源电压，继续给Q6781、Q6782供电，能正常驱动后面的6个大功率MOS管。
 

当IC6772：8脚输入正方波时，从4脚输出正方波驱动Q6661微导通，形成线性下降的锯齿波电压，用于擦除扫描电极、维持电极表面吸附的电荷。与此同时，7脚输出负方波，经Q6781、Q6782灌流电路后关闭6个大功率MOS管，这样就防止了前面维持波形产生电路的输出电压干扰电荷擦除波形产生电路的工作，也就是隔离这两部份电路之间的联系，防止相互干扰。在扫描电路进行寻址时，加到6个大功率管G、S极间的CEL方波也是低电平。因为寻址时并不需要预放电和放电发光，寻址只是在SU、SD板内由D板来的时钟脉冲串行移位得到，再加上VSCN、VAD电压配合即可，因此需要把前级电路产生的预放电、放电产生电路隔离开，为此加到6个大功率MOS管的CEL方波也是低电平。而在预放电、放电发光时，需要把前级电路产生的波形向后送到PDP屏幕，因此，加到6个大功率管G、S极间是正方波。而加到Q6661：G、S极间是负方波，停止负锯齿波电压的产生（放电时不需要负锯齿波电压），北京松下等离子电视维修中心友情提供电路图：
 

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