Ремонт систем подсветки ЖК-панелей на люминесцентных лампах с холодным катодом (CCFL)

Рейтинг:  5 / 5

Подробности

Категория: Общее для видеотехники

Опубликовано: 18.03.2017 23:49

Просмотров: 16055

Руслан Корниенко, г. Харьков
Значительное количество неисправностей жидкокристаллических телевизоров и мониторов связано с проблемами отсутствия, периодического пропадания или мигания подсветки. Устранение этих неисправностей целесообразно проводить путем блокировки на время ремонта цепей защиты в источниках питания ламп подсветки ЖК-панелей. Этим вопросам посвящены темы Энциклопедии сайта Монитор [1, 2], в которых приведены и постоянно обновляются рекомендации и схемные решения по этому вопросу. В настоящей статье автор делится своим опытом ремонта систем подсветки ЖК-панелей.

Монитор ASUS VW246H
Не включается подсветка
Владелец сообщил, что монитор упал.
После разборки были видны следы неквалифицированного вмешательства. На плате инвертора: обуглены сборки MOSFET-транзисторов с маркировкой «А2790» (UPA2790GR - сборка n- и р-канальных транзисторов фирмы NEC). Неисправным был и ШИМ-контроллер OZ9933GN. В результате последующего внешнего осмотра и диагностики обнаружилось, что все 4 лампы CCFL неисправны, а некоторые из них разбиты. Для диагностики ламп удобно использовать либо внешний инвертор, либо прибор, описанный в [3].
Ввиду отсутствия оригинальных ламп они были заменены похожими от монитора L1953S фирмы LG с поврежденной матрицей. Лампы были установлены со сдвигом от центра к краям матрицы, поскольку они короче оригинальных. Это обеспечило практически равномерную засветку экрана (неравномерность слегка заметна только с расстояния 1 ...1,5 м).
Следует отметить, что процедура разборки матрицы и замены ламп довольно трудоемка, поэтому ее можно рекомендовать только опытным мастерам.
Поскольку в свободной продаже микросхема (МС) ШИМ-контроллер OZ9933GN отсутствовала, было принято решение использовать плату инвертора от указанного выше монитора LG с МС ШИМ-контроллера типа FAN7314. Для этого достаточно было подать с главной платы монитора ASUS на плату инвертора сигналы включения подсветки (ON) и регулировки яркости (DIM). Корректировать уровни управления при такой замене инвертора в данном случае не было необходимости.
Принципиальная схема подобного инвертора на ШИМ-контроллере FAN7314 монитора W2242S фирмы LG показана на вкладке этого номера (стр. 34).
 
После включения монитора лампы загорались и сразу гасли, хотя в мониторе LG подсветка работала нормально.
Для диагностики была отключена защита ШИМ-контроллера FAN7314. Для этого на вывод 1 (OLP) FAN7314 подключается анодстабилитрона74.3, а катод этого стабилитрона - на шину +5 В. Кроме того, между «землей» и выводом 1 этой МС включен резистор номиналом 620 Ом. Как показала практика стабилитрон в принципе можно не устанавливать. Защиту МС FAN7314 можно отключить еще проще, подав на вывод 1 напряжение 1,5 В от внешнего источника, например от элемента типоразмера АА или ААА, либо подключить к этому выводу светодиод красного цвета свечения в прямом включении, который будет работать в режиме стабистора.
После включения монитора с заблокированной защитой визуально было обнаружено искрение в одном из разъемов подключения ламп CCFL. Для устранения проблемы были поджаты контакты разъема, после чего блокировка защиты была отключена.
Рассмотрим наиболее распространенный и дешевый класс инверторов, выполненных на МС TL494 и ее аналогах, которые нашли широкое применение не только в мониторах, но и во всем многообразии брэндов «китайских» телевизоров без названия (No-Name), а также отдельно продаваемых 4-ламповых инверторах для замены оригинальных. Заметим также, что МС TL494 и ее аналоги используются в большинстве блоков питания персональных компьютеров.
Подробно о микросхеме TL494 можно прочитать в [4, 5]. Полезно также ознакомиться с тематическим выпуском журнала «Радиоаматор» №9/2013.
Монитор Packard Bell Callisto 170-700P
Монитор не включается
На металлическом кожухе монитора Packard Bell Callisto 170-700P присутствует наклейка «Samsung-171». По имеющимся данным его полными аналогами являются Xerox XA7-17i 700Р и Fujitsu-Siemens 700P.
В ходе осмотра обнаружены следы несанкционированного вмешательства: отключены лампы CCFL, ЖК-матрица, видны следы пайки платыимпульсного блока питания (ИБП) и инвертора, установлен «жучок» вместо предохранителя F2 (3,15 А) в цепи напряжения питания инвертора +14 В, следы пайки транзисторов инвертора с маркировкой «3055». Инвертор собран с ИБП на одной печатной плате (рис.1), на которой имеется маркировка: «MIRAGE ELECTRONIKSAD-1700 REV: F».
 
 МС инвертора типа TL494 фирмы TI в планарном исполнении, ее аналоги: IR3M02 (SHARP), A494 (FAIRCHILD), KA7500 (SAMSUNG), MB3759 (FUJITSU), KP1114ЕУ4 (СНГ).
После восстановления и включения ИБП появляется подсветка и изображение, а через несколько секунд сильно нагреваются транзисторы, и перегорает предохранитель F2. С помощью внешнего инвертора от телевизора были проверены все четыре лампы подсветки. Они оказались исправными.
Для автономного включения инвертора (без платы контроллера монитора) необходимо подать на контакт BL ON разъема сигнал с уровнем лог. «1», например, подключить этот контакт к шине +5 В через резистор номиналом 1 кОм.
Заметим, что имеющаяся в Интернете информация по поиску транзисторов инвертора по брэнду монитора и маркировке приводит к неверному определению типов транзисторов этого инвертора - MJE3055 (биполярный, n-p-n). При использовании в качестве аналогов, например, транзисторов КТ819, они быстро перегреваются, при этом ток потребления инвертора завышен.
Заметим, что после выпаивания транзисторов, инвертор переходит в режим защиты, и, естественно, запускающие импульсы на выходах контроллера TL494 отсутствуют.
В схеме инвертора выходные транзисторы МС TL494 включены по схеме с общим коллектором. Внешние нагрузки подключаются к их эмиттерам (выводы 9 и 10), а выходные импульсы имеют положительную полярность.
Для блокировки защиты МС TL494 достаточно включить резистор номиналом 10 кОм между выводом 2 (инвертирующий вход усилителя ошибки) и соединенными вместе выводами 13 (режим) и 14 (выход опорного источника +5 В) микросхемы TL494 (рис.2).
 
После этого при автономном запуске инвертора были сняты осциллограммы. На выводе 5 TL494 присутствует пилообразное напряжение амплитудой около 3 В, на выводах 9, 10 - прямоугольные импульсы амплитудой 11 В. Был сделан вывод, что в качестве силовых ключей должны использоваться полевые транзисторы. Было установлено, что маркировка «3055» соответствует также транзистору P3055LDG (Logic Level Enhancement Mode Field Effect Transistor) фирмы NIKOS. Аналоги этого транзистора: ТМ3055, AOD444, 2SK3055, F3055L, (P3055) и PHD3055E. Они часто применяются в «материнских» платах ПК.
Вместо транзисторов  P3055LDG  (VD=25  В; RDS(on)=0,05 Ом, ID=8...12; PD=20...48 Вт) были установлены обычные MOSFET-транзисторы типа IRF630 (VD=200B, RDS(on)=0,4 Oм, ID=9A; Р0=74Вт). Эти транзисторы нагреваются до 40.. .45°С. На форуме сайта «МОНИТОР» есть также информация, что возможна замена P3055LDG и на IRFZ44. Установленные в инверторе транзисторы IRF630 успешно работают в отремонтированном мониторе уже более четырех лет.
Причиной подобной неисправности может быть межвитковое замыкание (КЗ) в одном из импульсных трансформаторах инвертора.
Заметим, что сопротивление вторичных обмоток трансформаторов инвертора составляет около 360 Ом. При проверке «Тестером КЗ витков» (набор «Мастер КИТ») первичных обмоток светят все светодиоды (межвиткового замыкания нет), а при контроле вторичной обмотки (выводы 2-3) ошибочно диагностируется наличие КЗ витков. Однако замыкание во вторичной обмотке при тестировании первичной обмотки всегда однозначно показывает наличие коротко-замкнутых витков.
Работоспособность каждого трансформатора инвертора была проверена поочередным подключением первичных обмоток их к плате исправного инвертора с блокированной защитой. На вторичную обмотку трансформатора подключалась лампа CCFL которую уже длительное время автор использует для проверки работоспособности инверторов (рис.3).
 
 После окончательного восстановления монтажа и разблокировки защиты монитор заработал нормально.
Примечания:
1.  После ремонта желательно снять (разломать) ферритовую трубку, надетую на проводник, который соединяет «землю» ИБП с «землей» инвертора [6, 7], иначе возможно пропадание подсветки после включения монитора.
2. Для снижения пульсаций по цепи питания инвертора + 14 В дополнительно устанавливается конденсатор емкостью 2200 мкФ.
3.  Без сигнала (подключения к ПК) монитор после включения входит в рабочий режим, появляется сообщение «Нет сигнала», и отключается (индикатор меняет цвет свечения с синего на желтый, подсветка отключается).
Жидкокристаллические телевизоры 22", 23" Samsung (China) (инвертор на МС TL494)
Неисправности:
1. Сразу после включения включается и пропадает подсветка (логотип телевизора при этом просматривается).
2. Подсветка может работать 5... 10 мин и после этого отключается.
3. Спонтанные отключения подсветки и просто ее неработоспособность.
CCFL-лампы подсветки проверены и исправны. Внешний вид одного из таких инверторов на МС TL494 показан на рис.4.
 
У подобных исправных инверторов есть одна особенность: при работе телевизора наблюдается перегрев трансформаторов инвертора (температура около 65...70° С). Это позволяет сделать вывод, что он не рассчитан на мощность используемых ламп.
При подозрении на неисправность одного из импульсных трансформаторов следует помнить, что при выпайке одного из импульсных трансформаторов инвертор не включается, даже если все остальные детали инвертора исправны.
Сопротивление вторичной обмотки трансформатора соответствует норме, но под напряжением происходит межвитковый пробой обмотки. Для блокировки защиты инвертора достаточно установить резистор номиналом 1 МОм между шиной + 12 В и выводом 15 TL494, после чего можно установить неоригинальный трансформатор или совсем его не устанавливать, а подключить только две лампы к исправному каналу - яркости подсветки будет вполне достаточно для временного использования аппарата.
В аналогичном инверторе телевизора Samsung с экраном 23" при включении подсветка отсутствовала или мигала, после блокировки защиты происходил её устойчивый запуск, и стало слышно периодическое высоковольтное «подшивание» в одном из трансформаторов инвертора, который необходимо заменить, либо просто не использовать как описано выше.
Рассмотрим подробно общий подход к блокировке защиты для ИМС ШИМ контроллеров CCFL типа OZ99361 и OZ960,
Блокировка защиты в инверторах на ШИМ контроллере OZ99361 и OZ960
Для снятия защиты необходимо собрать регулируемый делитель напряжения (рис.5),
 
 верхнее плечо которого - это резистор 10 кОм, подключенный к источнику +5 В, а нижнее плечо -потенциометр 22 кОм - к «корпусу». Между «движком» потенциометра и выводом 1 OZ99361 подключен любой кремниевый диод, например, 1N4148. Он подключен катодом к выходу делителя, а анодом - к выводу 1 ШИМ контроллера. Как это выглядит, показано на рис.6.
 
 Потенциометром надо выставить на выводе 1 OZ99361 напряжение 1,85...1,98 В, что обеспечит устойчивый запуск инвертора.
Аналогичным образом можно заблокировать защиту в инверторах на ШИМ-контроллере OZ960, только анод диода подключают к выводу 4 (SST) этой микросхемы и выставляют напряжение в пределах 1,2...3,5 В. На внешнем конденсаторе, подключенном к выводу 4 ИМС, формируется пилообразное напряжение с нижним уровнем 1,2 В и с верхним уровнем 3,5В. Оно обеспечивает управление ШИМ и управление защитой. Если обеспечить на выводе 4 OZ960 напряжение в указанном выше интервале, контроллер, не блокируясь, обеспечивает выходную мощность инвертора от минимальной до максимальной. При напряжении на выводе 4 OZ960 вне указанного «окна» лампы не включаются, ШИМ блокируется, и срабатывает триггерная защита, которая сбрасывается по выводу 1 микросхемы. Использование ключевого ограничителя напряжения для фиксирования потенциала на конденсаторе, который заряжается от источника тока микросхемы, позволяет заблокировать защиту.
В качестве источника опорного напряжения используется обратносмещенный (запертый) диод и напряжение с делителя. Поэтому «пила» беспрепятственно формируется до установленного порога, который определяет постоянную мощность инвертора и, соответственно, яркость CCFL, с сохранением плавного запуска. Это можно использовать как временное технологическое устройство при ремонте инверторов для принудительного запуска до выявления причин неисправностей с применением такой микросхемы.
Заметим, что использовать принудительную блокировку защиты ШИМ контроллеров допустимо только при ремонте инвертора. Если ее оставить после ремонта, то не всегда сохраняется возможность регулировки яркости, т.е. следует помнить, что кроме отключения защиты нужно стремиться обеспечить возможность регулировки яркости CCFL, поскольку повышенная яркость приводит к их быстрому износу. Другими словами, произвольно установленная после блокировки неоптимальная яркость ведет к превышению тока потребления и перегрузке ламп и инвертора. В этой связи наиболее удачными являются схемы блокировки с использованием потенциометра. В данном случае блокировка защиты инвертора отключает штатную регулировку яркости по ШИМ, а потенциометром устанавливают необходимое (постоянное) значение яркости в области минимальных значений потребляемого инвертором тока. По мере необходимости регулировкой (потенциометром) можно компенсировать снижение яркости ламп подсветки.
О замене сборок полевых транзисторов в инверторах питания CCFL LCD TFT ТВ и мониторов
Зачастую сложность при подборе и замене неисправных сборок полевых транзисторов (MOSFET) составляет правильное определение их типа и поиск технической документации (Data Sheet) на эти приборы. Для поиска удобно воспользоваться таблицей логотипов фирм-производителей, представленной в [8].
 
 Так, например, на рис.7 показан пример маркировки сборки MOSFET типа АО4600 производства Alpha & Omega Semiconductors с логотипом, а ее «распиновка» и технические характеристики показаны на рис.8.
 
Определив производителя, на его сайте зачастую по маркировке находится полное название элемента и требуемые справочные данные, в том числе и информация по аналогам.
Кроме того, в [9] можно найти обобщенные данные по параметрам и аналогам для MOSFET -сборок следующих производителей: IRF (именно MOSFET-сборки этого производителя наиболее часто имеются в продаже), ANPEC (префикс - АРМ), Alpha & Omega Semiconductors (префикс - АО) и др.
Следует помнить, что одним из определяющих параметров MOSFET-транзистора является сопротивление канала в открытом состоянии RDS(on). Если его величина у аналога больше, возможен перегрев и выход транзистора (или сборки) из строя.
Так, например, в инверторе ЖК телевизора «MAGNUM LCD3252 LCD OPLUS 32STR» установлены сборки комплементарных MOSFET-транзисторов в корпусе SOIC-8 с маркировкой BE5L15. В качестве замены возможно использование транзисторов STS7C4F30L, IRF7389, NDS8839, NDS8858, SJ4539DY SJ4542DY HAT3006R, АО4606, IRF7309, IRF7319. Следует отметить, что последние стоят недорого, всегда есть в продаже, имеют удовлетворительную надежность и проверены на огромном количестве инверторов.
Еще один пример: в инверторе ЖК телевизора «ВВК TL2008S» (шасси ХН-101) вышла из строя MOSFET-сборка А04411, она была заменена имеющейся в свободной продаже сборкой IRF7424.
Если MOSFET-сборка представляет собой сдвоенный n-канальный MOSFET, удобно использовать аналог IRF7341 или АО4828, IRF7103, IRF7311, IRF7313, IRF7303, SI4828), а при сдвоенном р-канальном MOSFET - IRF7342.
Рассмотрим практический пример.
 Телевизор ВВК LT2008S. Не работает подсветка.
 
Уже при визуальном осмотре платы инвертора (рис.9) обнаружены «вздутые» корпуса электролитических конденсаторов фильтра 220,0 мкФ на 25 В, которые уже были заменены ранее. Кроме того, в цепи питания инвертора неисправными оказались оба предохранителя на 3 А (они включены параллельно). Выходные ключи инвертора выполнены на MOSFET-транзисторах АО4411 и АО4404 (маркировка на корпусах 4411 и 4404), один из которых, а именно АО4411 (р-канальный), был неисправен. Не заменяя выходной ключ, отключив три лампы, визуально была проверена исправность матрицы этого телевизора и его работоспособность. Изображение без подсветки (рис.10).
 
При отсутствии оригинального полевого транзистора для замены, из имеющихся, были подобраны транзисторы АО4404 и сборка АО4600 (см. выше). Подобные сборки можно встретить на неисправных материнских платах ПК, платах винчестеров и видеокарт. После удаления выводов неиспользуемого n-канального транзистора, сборка была установлена на место пробитого АО4411, после чего работоспособность инвертора была полностью восстановлена. Температурный режим установленного транзистора в норме.
Автор много лет, ремонтируя жидкокристаллические телевизоры и мониторы, накапливал информацию о неисправностях, методах их поиска и устранения, а также способах отключения защиты в инверторах на различных микросхемах ШИМ, которая заметно затрудняет поиск неисправностей этого узла. Ряд неисправностей и способы отключения защиты приведены в таблице, которая дополнена рисунками (фрагментами схем и фотографиями).
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Литература
10. http://monitor.espec.ws/section33/topic168275. html - форум сайта «Эспец», тема «Отключение защиты в инверторе на OZ9938 (решение)».
8. http://monitor.net.ru/forum/viewtopic.php?t=205076 - форум сайта «Монитор», тема «Логотипы фирм-производителей электронных компонентов».
9. http://remont-aud.net/forum/78-6353-1 -форум сайта REMONT-AUD, тема «Сборки MOSFET-транзи-сторов (Data Sheet-ы, аналоги, таблицы и т.д.)».
Ссылки
1. http://monitor.net.ru/forum/viewtopic.php?t=239071
- тема «Спецам по LCD. Снять защиту с инвертора» на форуме сайта «Монитор».
2. http://monitor.net.ru/fonjm/viewtopic.php?t=151397
- тема «Как ремонтировать неисправные инверторы осцилоскопированием?» на форуме сайта «Монитор».
3.  http://remont-aud.net/forum/89-13614-1 -тема «Генератор для проверки LCD-ламп (ТВС еще пригодится)» на форуме сайта REMONT-AUD.
4.  http://qrx.narod.ru/book/at/ - тема «Блоки питания для системных модулей типа IBM PC-XT/AT» на сайте радиолюбителей Республики Коми.
5.  http://gauss2k.narod.ru/jab/ims02.htm-TeMa «TL494, продолжение» на сайте Электромагнитное оружие.
6. http://www.monitorlab.ru/forum/viewtopic.php?t= 13513&highlight=ad 1700 - тема «Не верь ферриту, на провод надетому!» на форуме сайта Профессиональный ремонт мониторов.
7. http://monitor.espec.ws/section3/topic85665.html
- тема LCD XEROXХА7-17i 700R нет изображения» на форуме сайта Эспец.