摘要 分析液晶显示器电路特点，提出维修要点，并以实例说明CNC液晶显示器故障的排除方法及步骤。
关键词 液晶显示器 数控机床 维修
中图分类号 TN873＋．93 文献标识码 B
在数控机床的使用过程中，如果液晶显示器（LCD）不能显示或显示不正常，将会使整个数控系统的调试和运行无法进行。
一、液晶显示器电路分析
液晶显示器主要由电源、高压逆变器、主板电路、液晶屏组成，方框图如下图所示。
1．直流电源
一般由CNC主机电源提供12V DC，供给液晶显示器主板以及12V/5V DC、5V/3.3V DC的DC/DC电路和高压逆变器。
2．高压逆变器
它将12V DC转换成交变的1600Vpp高压脉冲，用于“点亮”冷阴极荧光灯管，形成液晶显示器的背光源。
3．主板电路
主板电路包括12V/5V、5V/3.3V的DC/DC变换电路、微控制器、它PROM、即插即用数据存储器、面板按键和指示灯、与CNC主机的接口插件（CN200）、显示图形处理器。
4．液晶屏
液晶显示器的液晶屏是利用薄膜技术做成的硅电晶体电极和液晶电容，在面板水平方向和垂直方向成矩阵排列，各对应的行（记为G1…Gn）、列（记为S1 …Sn）交叉点即形成一个单元，每三个单元（组成彩色）即构成一个像素，像素数量n根据液晶的分辨率来决定。对于每个单元都以一个薄膜场效应晶体管(TFT)来控制该液晶单元的ON或OFF。
由显示驱动电路在G线（扫描电极线）上加选通脉冲电压，S线（信号电极线）上加信号脉冲电压，即形成有源矩阵行顺序扫描驱动方式。信号电极上的信号脉冲幅度被CNC主机送来的图像信号调制实现液晶的灰度。
二、液晶显示器维修要点
根据液晶电路图、波形图和集成电路引脚功能图，对各单元电路的工作原理进行分析，并实测出各重要点位的电压波形及数据，与该机型的正常数据对比来确定故障元器件。
1．外观检查
检查显示屏组件有无严重变形和破裂等物理损伤。nextpage
2．主板检查
检查主板上的指示器件指示是否正常，有无明显变形和烧焦变色的痕迹，有无松动脱落和虚焊，电解电容引脚出处有无漏液，元件的工作温度是否过热，插件和电缆接触是否良好等。
3．检测
测量主板上12V DC是否正常，如无电压，检测插头端相应点，是否接触不良或无12V DC输入电压或电压是否低，如正常，继续检查12V/5V、5V/3.3V DC/DC模块的输出。
4．判断
当测出各等级电压正常，进一步查故障是出于主板还是汹变器或液晶屏。检查逆变器是否工作正常，首先着重检查逆变器有无12V DC电压加入以及主板上控制逆变器ON/OFF电压是否正常，若两者电压正常，逆变器输出端应有1600Vpp脉冲高压输出。如无高压脉冲输出，则故障出在逆变器单元电路板，更换逆变器单元电路板即可。
当检测逆变器为完好而显示器仍然不能正常工作时，则要查主板电路，图1中CN200有无主机的R、G、B、Hs、Vs信号车入，若有这些信号正常输入，则可断定故障出在主板电路或液F屏及其附件上。
最后再查主板加到液晶屏数据线上控制其开或关的电压是否正常输出，若输出正常则可断定故障出在液晶屏上，此时只能更换了。
维修液晶屏时应特别注意：
(1)液晶显示器能在0～50℃的环境温度下正常工作，1＜－10℃就无法工作，会出现严重“拖尾”等不正常显示。
(2)液晶屏在使用和维修时不能用手指按压液晶屏，更不能用尖锐物品在屏幕上比划，否则可能会损伤甚至损坏液晶屏。液晶模块损坏无法修理，只能报废。
(3)液晶屏液晶模块使用的冷阴极荧光灯管细长易碎，高压逆变器被损坏也将无法修理。
(4)高压逆变器的输出端为千伏以上的交流电，不得用手触摸逆变器模块及其输出端。使用万用表测试时，必须用750VAC以上挡位测试。
三、维修实例
1.SKC一2F数控车床
开机液晶显示屏不亮，主机运行正常，电源指示灯到主机信号时始终为绿色，其他功能指示与正常时相同。
根据液晶显示原理，黑屏说明液晶控制电极与公共电极之间，已经被加上了显示驱动电压和控制电压，看不见图像是因为缺少背光源，检查的重点应放在背光源单元电路。
打开显示控制箱，开机从屏蔽罩缝隙处未见荧光管亮，检测显示器主板关键点电压及各输出电压均正常，检测液晶屏交流驱动信号正常，检测高压逆变器输入电压为12.29V DC正常，但用交流1000V挡检测高压逆变器输出端时无高压，可见，故障点在逆变器电路板上。
检测逆变器振荡电路时，发现振荡线圈（升压变压器初级）时断时通。拆下升压线圈检查引脚，发现变压器引出脚上被焊锡包住造成接触不良，经处理后接通电源开机，显示正常。
产生故障原因是高压逆变器振荡线圈引脚接触不良，电路不起振，从而升压变压器次级无高压输出，造成荧光灯管不能工作，进而无背光源，表现为显示屏黑屏。
2. WPE800/80一7型12×8m电液数控折弯机
开机液晶显示器即显白屏。屏幕无任何字符和图像显示，因而不能进行下一步的操作。该故障在机床启动中，时有发生，不定期出现。
开机时，系统无报警，说明NC自检、引导正常，初步判断CNC主机正常。液晶屏幕显示白屏，说明至少高压逆变器有脉冲高压输出，故障点也不在背光源单元电路。
根据“给液晶加电则背光光线被阻断，液晶屏幕呈现的是黑屏；不加电则光线射出，液晶屏幕呈现的是白屏”，故障现象与此相吻合，即液晶电极上未加上电压。此时液晶晶体前后扭转了900，正好与前后偏振片方向相符，液晶呈透光状态，背光源穿过透明状态的液晶屏显现的就是纯粹的白屏。从图1看出，背光源逆变器输入的12V DC电源是由外部即CNC主机单独提供，调整亮度和对比度的控制电压则由显示器主板提供，背光源电路正常发光说明主机提供的12V DC电源正常。液晶屏无任何字符和图像显示且无明暗对比，应是液晶显示组件未收到由显示器主板单元电路提供的显示驱动信号、显示控制信号和亮度对比度控制信号。
至此，重点应检查显示器主板单元电路及其相关接插件和电缆线。打开液晶显示器机壳，用万用表检查，排除接触不良以及电缆故障可能性。开机，故障依旧，发现主板上5V DC电源指示发光管不亮，各元器件无温升。检测发现12～5V DC的直流电压变换模块无5V DC输出，造成主板单元电路不工作。仔细检修12V/5V DC/DC模块后，故障排除。
本例故障产生的原因是元件接触不良，且操纵控制箱为刚性悬臂结构，容易受机床工作振动影响。
3.CJK6263一A数控车床
液晶显示器无显示，黑屏。此故障出现前一段时间已发现显示器亮度下降，显示暗淡，图像白底时（背光）色偏发黄。
开机，电源指示灯亮，CNC系统主机的工作状态是正常的，应该把故障确定在显示器上。
在多次开机时发现，显示屏虽然不亮，但从不同角度观察，幕上隐约有动态图像、字符和操作界面。由此可见CNC主机电路和液晶显示器的驱动电路是正常的。接着检查背光源部分，已知前一段故障现象，与背光源的冷阴极荧光管老化所造成的显示亮度不足现象相似。至此，可确定故障范围，应检查高压逆变器单元电路板和冷阴极荧光管本身。
检查各部件连接电缆正确。开机，检测电路各点电位正常，电路起振并有高频交流电压输出。用高压表作定量检测，也可用跳火法或感应法作定性检测。升压变压器有高于1600Vpp的脉冲高压输出，高压逆变器单元电路工作正常。检查冷阴极荧光管输入插头处有高压，可见冷阴极荧光管已经失效。拆开液晶屏检查发现，原装的冷阴极荧光管两端已严重发黑，报废。更换新的冷阴极荧光管后开机显示正常，故障排除。
更换冷阴极荧光管时要注意：(1)因液晶液晶屏为精密部件，在更换过程中应特别仔细，谨防液晶玻璃破碎；(2)工作环境要无尘；(3)分解过程应作标记或记录；(4)冷阴极荧光管拆装时要轻拿轻放，焊接引线时动作迅速，以免使玻璃过热破裂报废；(5)焊接冷阴极荧光管引线前，在两端的1/3处要加套透明橡胶防振支撑圈；(6)荧光管引线接头处理及装配时要注意绝缘，以免造成高压跳火。
