Одно из немногого, что реально можно ремонтировать в LCD-мониторах, так это источники питания ламп задней подсветки панели. Основными причинами отказа этих источников питания являются высокие напряжения, создаваемые на их выходе, а также импульсный режим их работы. Ремонтопригодность источников питания обеспечивают несколько факторов, среди которых: использование стандартных, а значит, и доступных радиоэлементов, печатный монтаж, позволяющий работать с традиционным паяльным инструментом, возможность подбора аналогов к отказавшим радиодеталям, и достаточно простая схемотехника, с которой знакомо большое число специалистов. Некоторые затруднения в ремонте инверторов задней подсветки специалисты испытывают из-за отсутствия схем на конкретные изделия. Кому-то станет проще после изучения материала данной публикации.
Источники питания ламп задней подсветки, называемые зачастую просто инверторами, очень редко производятся фирмами, выпускающими мониторы, т.е. инверторы для всех известных мониторных брэндов выпускаются сторонними фирмами, найти информацию по которым бывает достаточно трудно. Даже если у вас в руках сервисная документация на LCD-монитор, в которой имеются принципиальные схемы, найти в этой документации схему инвертора, скорее всего, не получится, а все неисправности, связанные и инвертором, этой документацией предлагается решать его заменой. Поэтому ремонтировать инвертор, если, все-таки, вы на это решились, придется без вспомогательной информации, используя лишь свой опыт, интуицию и знания.
Но оказывается и среди производителей (большая часть которых просто неизвестна) инверторов для задней подсветки панелей имеются свои громкие имена, которые можно назвать брэндом. Таким, очень громким, именем является SAMPO – фирма, производящая множество различных деталей к ЭЛТ-мониторам и LCD-мониторам.
SAMPO выпускает инверторы для ЖК-панелей корпораций Hannstar и LG, а так как панели этих производителей используются в мониторах самых различных торговых марок, то и место, где может произойти «встреча» с инвертором от SAMPO, непредсказуемо.
Инвертор, о котором далее пойдет речь, предназначен для применения в 15-дюймовых LCD-панелях Hannstar типа HSD150MX41. Инвертор создает питающее напряжение для двух флуоресцентных ламп с холодным катодом (CCFL), а также позволяет управлять лампами и регулировать яркость их свечения. Электрические характеристики инвертора собраны в таблице1.
Таблица 1. Характеристики инвертора Sampo 79AL15
Параметр | Обознач. | Значение | Ед. изм. | ||
мин | тип | макс | |||
Входное напряжение | VIN | 10.8 | 12 | 13.2 | V |
Входной ток | IIN | – | 800 | 1300 | мА |
Минимальный выходной ток | IOUTmin | 1.7 | 2.2 | 2.7 | мА |
Максимальный выходной ток | IOUTmax | 5.8 | 6.2 | 6.7 | мА |
Частота генерации | F | 40 | 50 | 60 | kHz |
Выходное напряжение (без нагрузки) | Vopen | 1250 | 1400 | 1550 | Vrms |
Выходное напряжение (с нагрузкой) | Vload | 580 | 680 | 780 | Vrms |
Принципиальная схема инвертора приведена на рис.1. К этой схеме и к принципам ее работы можно сделать следующие замечания.
Рис.1 Схема электрическая принципиальная инвертора задней подсветки Sampo 79AL15
1) Входным разъемом инвертора является 5-контактный разъем CON1, через который на инвертор подается питание и управляющие сигналы. Назначение и особенности сигналов разъема CON1 приводится в табл.2.
Таблица 2. Назначение сигналов разъема CON1
№ | Сигнал | Описание |
1 | VIN | Входное напряжение питания номиналом 12В. |
2 | GND | Земля |
3 | ON/OFF | Сигнал включения/выключения инвертора. При установке на этом контакте сигнала высокого уровня (3V) инвертор запускается, и лампы включаются. При установке на этом контакте сигнала низкого уровня (0V) инвертор и лампы выключаются. |
4 | DIMMING | Сигнал управления яркостью свечения ламп. Сигнал является аналоговым, что обеспечивает плавное управление яркостью. Диапазон изменения сигнала: от 0В до 5В. Максимальной яркости ламп соответствует напряжение 5В, а минимальной – 0В. |
5 |
2) В цепи питания инвертора имеется плавкий предохранитель F1 (1.5А), перегорающий каждый раз при пробое силовых транзисторов инвертора.
3) Импульсный ток в первичных обмотках импульсного силового трансформатора PT1 создается автогенераторным преобразователем, состоящим из Q5 и Q6 и обмоток трансформатора PT1. Запуск автогенераторного преобразователя осуществляется в момент подачи не него питающего напряжения, номиналом около 9В от импульсного регулятора. Яркость свечения ламп регулируется путем изменения этого входного напряжения, а для его изменения и предназначен импульсный регулятор.
4) Импульсный регулятор выполнен по схеме понижающего типа и в его состав входят: силовой ключевой транзистор Q4, диод D2 и дроссель L1.Транзистор Q4 переключаясь с высокой частотой (десятки кГц), обеспечивает преобразование входного постоянного напряжения +12В в последовательность высокочастотных импульсов. Эти импульсы затем сглаживаются дросселем L1, в результате чего создается напряжение постоянного тока величиной 8-9 В. Диодом D2 обеспечивается подержание тока через дроссель L1 в моменты закрытого состояния транзистора Q4. Изменением соотношения времени открытого и закрытого состояния транзистора Q4 можно регулировать уровень выходного напряжения, т.е. регулировать яркость ламп. Управляется транзистор Q4 микросхемой широтно-импульсного модулятора (ШИМ) – IC.
5) Микросхема ШИМ является микросхемой типа TL5001 производства Texas Instruments. Это типичная микросхема ШИМ, поэтому не будем подробно рассматривать ее особенности, а просто приводим назначение ее контактов в табл.3.
Таблица 3. Назначение контактов ШИМ-контроллера TL5001
№ | Сигнал | Описание |
1 | OUT | Выход, на котором формируются высокочастотные импульсы с изменяющейся длительностью. Амплитуда импульсов до 12 В. |
2 | VCC | Напряжение питания (12В) |
3 | COMP | Вход внутреннего компаратора. К этому выводу обычно подключается компенсационная цепь. |
4 | FB | Вход обратной связи. Потенциал на этом входе определяет длительность импульсов на выходе OUT. Чем больше напряжение на контакте FB, тем меньше длительность импульсов на выходе OUT. |
5 | SCP | Вывод защиты от короткого замыкания. |
6 | DTC | Вывод регулировки «мертвого» времени. Может использоваться в качестве защиты от работы в аварийных режимах. При установке на этом контакте напряжения менее 0.7В, импульсы на выходе OUT пропадают. |
7 | RT | Вывод для подключения частотозадающего резистора. Резистор номиналом от 15 до 250 кОм задает частоту внутреннего генератора микросхемы в диапазоне от 20 до 500 кГц. |
8 | GND | Земля. |
6) Цепь запуска инвертора представлена двумя транзисторами:Q1 и Q2. Если сигнал ON/OFF на конт.3 разъема CON1 устанавливается в высокий уровень, открывается транзистор Q1, который открывает транзистор Q2, и на микросхему ШИМ подеется питающее напряжение, что приводит к ее запуску, а, значит, и к запуску всего инвертора.
7) Транзистор Q7 совместно со стабилитроном D3 образуют цепь защиты от превышения выходного напряжения регулятора свыше 9.1 В. Если такое превышение происходит, стабилитрон открывается и открывает транзистор Q7. Транзистор Q7 своим переходом коллектор-эмитттер шунтирует конт.6 (DTC) микросхемы ШИМ, что приводит к ее блокировке и выключению инвертора.
8) Две лампы CCFL подключаются к разъемам CON2 и CON3. Контакт 1 этих разъемов обозначен HOT, и на него подается высоковольтное импульсное напряжение, а контакт 2 обозначен RETURN, и этот контакт подключается через резисторы R17 и R18 к «земле».
9) Резисторы R17 и R18 являются элементами, определяющими обрыв в цепи ламп. С этих резисторов сигнал обратной связи ламп через D4 подается на микросхему ШИМ.
10) Что касается непосредственно преобразователя, то он выполнен по классической автогенераторной схеме Ройера, и образован двумя транзисторами: Q5 и Q6 и трансформатором PT1. Пусковыми резисторами автогенератора являются R15 и R16.
Рассмотрим типовые неисправности инвертора, а также методы их диагностики.
Таблица 4. Типовые неисправности инвертора Sampo 79AL15
Неисправность | Возможная причина | Методы диагностики |
Инвертор не запускается. | Неисправность предохранителя F1 | 1. «Прозвонить» тестером. 2. Проверить наличие напряжения +12В конт.1 разъема CON1 и на конденсаторе C1. |
Неисправность транзисторов Q1 и Q2 | Проверить наличие на базе транзистора Q1 сигнала «высокого» уровня. При его наличии проверить на коллекторе Q2 и на конт.2 микросхемы напряжение +12В. При его отсутствии – заменить Q1 и Q2. | |
Неисправность транзистора Q4 и диода D2 | 1. Проверить наличие напряжения +12 В на конт.1,2 и 3 транзистора Q4. 2. Проверить осциллографом наличие импульсов амплитудой 12В на конт.5,6,7 и 8, или проверить тестером наличие напряжения с действующим значением 8В. | |
Неисправность транзистора Q3 и диода D1 | Проверить осциллографом наличие импульсов на базе и на эмиттере Q3. | |
Неисправность дросселя L1 | Проверить осциллографом наличие импульсов амплитудой 12В на «входе» дросселя, после чего проверить наличие не его «выходе» постоянного напряжения номиналом около 8В. | |
Неисправность транзисторов Q5 и Q6 | Проверить тестером транзисторы Q5 и Q6 на пробой. | |
Неисправность транзистора Q7 и стабилитрона D3 | 1. Проверить тестером стабилитрон D3. 2. Проверить тестером переход коллектор-эмиттер транзистора Q7 на наличие пробоя. | |
Инвертор отключается. Срабатывает защита от превышения выходного напряжения. | Неисправность импульсного трансформатора PT1 | 1. Проверить трансформатор PT1 методом замены на заведомо исправный. 2. Можно использовать стандартные методики проверки импульсных трансформаторов, основанные на явлении резонанса, но эти методы не отличаются высокой достоверностью результатов. 3. Проверить наличие импульсного напряжения на вторичной обмотке трансформатора PT1 с действующим значением 1400 ±150В. При отсутствии напряжения – заменить трансформатор. |
Несоответствую-щая яркость ламп (повышенная или пониженная). | Неисправность C6 | Проверить осциллографом наличие импульсов на обеих обкладках конденсатора. |
Неисправность резисторов R17 и R18 | Проверить R17 и R18 на соответствие номиналам. | |
Неисправность диода D4 | Проверить диод D4 на пробой и короткое замыкание. | |
Неисправность резистора R9 | Проверить частоту импульсов на выходе микросхемы (конт.1). Она должна быть в диапазоне от 150 до 290 кГц. | |
Неисправность конденсатора С12 | Проверить конденсатор C12 методом замены на заведомо исправный. | |
Яркость не управляется. | Неисправность резисторов R1 и R2, конденсатора C3 | 1. Проверить изменение напряжения на конт.5 разъема CON1 и соответствующее изменение потенциала на конт.4 микросхемы. 2. Проверить R1, R2, C3 на соответствие номиналам. |
О методах тестирования инвертора мы очень подробно рассказывали в предыдущем номере нашего журнала, и поэтому не будем повторять все, что там рассказывалось. Сделаем только уточняющие замечания по модели тестирования данного инвертора. Возможная схема измерительного стенда показана на рис.2. В качестве нагрузки, эквивалентной лампам CCFL, в этом стенде используются резисторы номиналом 110 кОм. Через эти резисторы должен протекать максимальный ток (6.2 ±0.5 мА) при установке на конт.5 разъема CON1 (DIMING) напряжения 5В, и должен протекать минимальный ток (2.2 ±0.5 мА) при установке на конт.5 разъема CON1 напряжения 0В. Для измерения выходного тока в рассматриваемой схеме тестирования предлагается использовать резисторы – датчики тока номиналом 10 Ом. Измерение падения напряжения на этих 10-Омных резисторах будет давать четкое представление о величине тока (для этого нужно только вспомнить закон Ома). Также можно использовать и включение вашего тестера в режиме измерения тока, как это и предлагалось в схеме тестирования, рассмотренной в предыдущем номере журнала.
Рис.2 Измерительный стенд для диагностики инвертора Sampo 79AL15