Изучаем блок питания и инвертор ламп подсветки ЖК-монитора.
Изучаем блок питания и инвертор ламп подсветки ЖК-монитора.
Наиболее ремонтопригодным и поэтому интересным в плане изучения, является блок питания ЖК-монитора. Назначение его элементов и схемотехника более конкретны и легче в понимании. По статистике ремонта неисправности блоков питания, особенно импульсных, занимают лидирующие позиции среди всех остальных. Практические знания по принципам построения и работы блоков питания, его элементной базы и схемотехники будут особенно полезны и востребованы в практике ремонта подавляющего большинства электронных устройств и различной радиоаппаратуры.
Блок питания
ЖК-монитора состоит из двух функциональных частей (по сути это два
преобразователя):
— AC/DC
адаптер или по-другому сетевой импульсный блок питания;
— DC/AC
инвертор, обеспечивающий питание люминесцентных ламп подсветки.
AC/DC адаптер служит для преобразования переменного напряжения сети (220 В) в постоянное напряжение небольшой величины (обычно на выходе импульсного блока питания формируются напряжения от 3,3 до 12 В). Инвертор DC/AC преобразует полученное постоянное напряжение (DC) в переменное (AC) величиной около 600 - 700 В и частотой около 50 кГц, которое подаётся на электроды люминесцентных ламп, встроенных в ЖК-панель.
AC/DC адаптер.
Большинство импульсных блоков питания строится на базе специализированных
микросхем контроллеров, например, в блоке питания ЖК монитора Acer AL1716 (рис.
1) применена микросхема TOP244Y (в документации на микросхему TOP244Y можно
найти типовые примеры принципиальных схем блоков питания, что можно
использовать при ремонте блоков питания ЖК мониторов, так как схемы во многом
соответствуют типовым, которые указаны в описании микросхемы). На рис. 1 и рис.
2 рассмотрены два примера принципиальных
схем импульсных блоков питания на базе микросхем серии TOP242 — 249.
Рис. 1.
Рис. 2.
В схеме на рис. 2 применены сдвоенные диоды с барьером Шоттки (MBR 20100). Аналогичные диодные сборки (SRF5-04) применены в блоке питания (рис. 3) монитора Acer AL1716 (приведённые принципиальные схемы являются примерами, а реальные схемы импульсных блоков питания могут несколько отличаться).
Рис. 3.
Микросхема
TOP245Y (рис. 3) представляет собой законченный функциональный прибор, в
корпусе которого имеется ШИМ-контроллер и мощный полевой транзистор, который
переключается с частотой от десятков до сотен килогерц и формирует импульсы в
первичной обмотке трансформатора (отсюда пошло и название блок питания -
импульсный).
Процесс
работы такого импульсного блока питания сводится к следующему:
1)
Выпрямление переменного сетевого напряжения 220В.
После выпрямления на конденсаторе формируется напряжение немного больше чем
сетевое. На рис. 3 показан диодный мост, а рядом фильтрующий электролитический
конденсатор (емкостью 82 мкФ 450 В).2) Преобразование напряжения и его понижение с помощью трансформатора.
Коммутацию постоянного напряжения 220-240 В с частотой в несколько десятков — сотен килогерц в обмотку высокочастотного импульсного трансформатора выполняет микросхема TOP245Y (рис. 3). Импульсный трансформатор выполняет ту же роль, что и обычный трансформатор, но работает он на более высоких частотах, во много раз больше, чем 50 Гц (поэтому для изготовления его обмоток требуется меньшее число витков, а, следовательно, и меди). В импульсном трансформаторе необходим сердечник из феррита, а не из трансформаторной стали как у трансформаторов на 50 Гц. В результате трансформатор получается очень компактным. Кроме того, импульсные блоки питания очень экономичны и у них высокий КПД.
3) Выпрямление пониженного трансформатором переменного напряжения. Для выпрямления пониженного переменного напряжения используют мощные выпрямительные диоды, в нашем примере (см. рис. 3) использованы диодные сборки с маркировкой SRF5-04. Для выпрямления токов высокой частоты используют диоды Шоттки и обычные силовые диоды с p-n переходом (обычные низкочастотные диоды для выпрямления токов высокой частоты менее предпочтительны, но часто используются для выпрямления повышенных напряжений (20 — 50 В), что нужно иметь ввиду при замене дефектных диодов.
Рис. 4.
Как правило, диоды Шоттки используются в низковольтных цепях с обратным напряжением, не выше 10 — 18 В, а если требуется получение напряжения в несколько десятков вольт (от 20 до 50В), то применяются диоды на основе p-n перехода. Диоды Шоттки чувствительны к перегреву, в связи с этим их, как правило, для отвода тепла устанавливают на алюминиевый радиатор (отличить диод на основе p-n перехода от диода Шоттки можно по условному графическому обозначению на схеме (рис. 5).
Рис. 5. Условное обозначение диода: а) с барьером Шоттки; б) на основе p-n перехода.
После
выпрямительных диодов всегда ставятся электролитические конденсаторы,
обеспечивающие сглаживание пульсаций постоянных выходных напряжений (12 В; 5 В;
3,3 В), которые запитывают все блоки LCD-монитора.
Инвертор DC/AC. По своему назначению инвертор схож с электронными пуско-регулирующими аппаратами, применяемыми в осветительной технике для питания бытовых осветительных люминесцентных ламп, но у инверторов ЖК мониторов есть существенные отличия. Инвертор ЖК-монитора, как правило, построен на специализированной микросхеме, которая значительно расширяет набор функций и повышает надёжность схемы (например, инвертор ламп подсветки ЖК-монитора Acer AL1716 построен на базе ШИМ контроллера OZ9910G, который запаян на печатной плате планарным монтажом (см. рис. 6).
Рис. 6.
Инвертор
преобразует постоянное напряжение (значение которого обычно составляет 12 В -
это зависит от варианта схемотехники инвертора) в переменное 600-700 В частотой
50 кГц. Контроллер инвертора может управлять яркостью люминесцентных ламп.
Сигналы изменения яркости ламп поступают от контроллера ЖКИ (специализированный
микропроцессор — мониторный скалер).
На рис. 5 показана плата инвертора, на которой к контроллеру OZ9910G подключены две сборки комплементарных полевых транзисторов AP4501SD (сборка полевых транзисторов AP4501SD и её цоколёвка показаны на рис.8, назначение выводов мощной комплементарной пары МДП-транзисторов AO4600 в корпусе SOIC-8 см. в табл. 1).
Рис. 7.
Рис. 8.
Таблица
1. Назначение выводов мощной комплементарной пары
МДП-транзисторов
AO4600 в корпусе SOIC-8
Устройство и ремонт инверторов для жк мониторов
Общие положения
Для работы ЖК панели первостепенное
значение имеет источник света, световой
поток которого, пропускаемый через
структуру жидкого кристалла, формирует
изображение на экране монитора.
Для
создания светового потока используются
люминесцентные лампы подсветки с
холодным катодом (CCFL), которые располагаются
на краях монитора (как правило, сверху
и снизу) и с помощью матового рассеивающего
стекла равномерно засвечивают всю
поверхность ЖК матрицы. «Поджиг» ламп,
а также их питание в рабочем режиме
обеспечивают инверторы. Инвертор должен
обеспечить надежный запуск ламп
напряжением свыше 1500 В и их стабильную
работу в течение длительного времени
при рабочих напряжениях от 600 до 1000 В.
Подключение ламп в ЖК мониторах
осуществляется по емкостной схеме (см.
рис. 1). Рабочая точка стабильного свечения
(РТ — на графике) располагается на линии
пересечения нагрузочной прямой с
графиком зависимости тока разряда от
напряжения, приложенного к лампам.
Инвертор в составе монитора создает
условия для управляемого тлеющего
разряда, а рабочая точка ламп находится
на пологой части кривой, что позволяет
добиться постоянства их свечения в
течение длительного времени обеспечить
эффективное управление яркостью.
Рис. 1. График положения рабочего тока стабильного свечения ламп
Инвертор выполняет следующие функции:
• преобразует постоянное напряжение (обычно +12 В) в высоковольтное переменное;
• стабилизирует ток лампы и при необходимости регулирует его;
• обеспечивает регулировку яркости;
• согласует выходной каскад инвертора со входным сопротивлением ламп;
• обеспечивает защиту от короткого замыкания и перегрузки.
Каким бы разнообразием не отличался рынок современных инверторов, принципы их построения и функционирования практически одинаковы, что упрощает их ремонт.
Структурная схема инвертора приведена
на рис. 2. Блок дежурного режима и включения
инвертора выполнен в данном случае на
ключах Q1, Q2. ЖК монитору для включения
требуется некоторое время, поэтому
инвертор также включается через 2…3 с
после перевода монитора в рабочий режим.
С главной платы поступает напряжение
ВКЛ (ON/OFF) и инвертор переходит в рабочий
режим. Этот же блок обеспечивает
отключение инвертора при переходе
монитора в один из режимов экономии
электро-энергии. При поступлении на
базу транзистора Q1 положительного
напряжения ВКЛ (3…5 В) напряжение +12В
поступает на основную схему инвертора
— блок контроля яркости и регулятор ШИМ.
Рис. 2. Структурная схема инвертора
Блок контроля и управления яркостью
свечения ламп и ШИМ (3 на рис.2) выполнен
по схеме усилителя ошибки (УО) и
формирователя импульсов ШИМ. На него
поступает напряжение регулятора яркости
с главной платы монитора, после чего
это напряжение сравнивается с напряжением
обратной связи, а затем этого вырабатывается
сигнал ошибки, который управляет частотой
импульсов ШИМ. Эти импульсы используются
для управления DC/DC-преобразователем (1
на рис. 2) и синхронизируют работу
преобразователя-инвертора. Амплитуда
импульсов постоянна и определяется
питающим напряжением (+12 В), а их частота
зависит от напряжения яркости и уровня
порогового напряжения.
DC/DC-преобразователь (1) обеспечивает постоянное (высокое) напряжение, которое поступает на автогенератор. Этот генератор включается и управляется импульсами ШИМ блока контроля (3).
Уровень выходного переменного напряжения инвертора определяется параметрами элементов схемы, а его частота — регулятором яркости и характеристиками ламп подсветки. Преобразователь инвертора, как правило, представляет собой генератор с самовозбуждением. Могут использоваться как однотактные, так и двухтактные схемы.
Узел защиты (5 и 6) анализирует уровень напряжения или тока на выходе инвертора и вырабатывает напряжения обратной связи (ОС) и перегрузки, которые поступают в блок контроля (2) и ШИМ (3). Если значение одного из этих напряжений (в случае короткого замыкания, перегрузки преобразователя, пониженного уровня напряжения питания) превышает пороговое значение, автогенератор прекращает свою работу.
Как правило, на экране блок контроля,
ШИМ и блок управления яркостью объединены
в одной микросхеме.
Преобразователь
выполняется на дискретных элементах с
нагрузкой в виде импульсного трансформатора,
дополнительная обмотка которого
используется для коммутации запускающего
напряжения.
Все основные узлы инверторов выполняют в корпусах SMD-компонентов.
Существует большое количество модификаций инверторов. Применение того или иного типа определяется типом используемой в данном мониторе ЖК панели, поэтому инверторы одного типа могут встречаться у разных производителей.
Рассмотрим наиболее часто используемые типы инверторов, а также их характерные неисправности.
Инвертор типа PLCD2125207A фирмы EMAX
Этот инвертор используется в ЖК мониторах
фирм Proview, Acer, AOC, BENQ и LG с диагональю
экрана не более 15 дюймов. Он построен
по одноканальной схеме с минимальным
количеством элементов (рис.3). При рабочем
напряжении 700 В и токе нагрузки 7мА с
помощью двух ламп максимальная яркость
экрана составляет около 250кд/м2.
Стартовое
выходное напряжение инвертора составляет
1650В, время срабатывания защиты- от 1 до
1,3с. На холостом ходу напряжение на
выходе составляет 1350В. Наибольшая
глубина яркости достигается при изменении
управляющего напряжения DIM (конт. 4
соединителя CON1) от 0 (максимальная
яркость) до 5 В (минимальная яркость). По
такой же схеме выполнен инвертор фирмы
SAMPO.
Рис. 3. Принципиальная схема инвертора PLCD2125207A
Описание принципиальной схемы
Напряжение +12 В поступает на конт. 1
разъема CОN1 и через предохранитель F1 —
на выв. 1-3 сборки Q3 (исток полевого
транзистора). Повышающий DC/DC-преобразователь
собран на элементах Q3-Q5, D1, D2, Q6. В рабочем
режиме сопротивление между истоком и
стоком транзистора Q3 не превышает 40
мОм, при этом в нагрузку пропускается
ток до 5 А. Преобразователем управляет
контроллер яркости и ШИМ, который
выполнен на микросхеме U1 типа TL5001 (аналог
FP5001) фирмы Feeling Tech.
Основным элементом
контроллера является компаратор, в
котором напряжение генератора
пилообразного напряжения (выв. 7)
сравнивается с напряжением УО, которое
в свою очередь определяется соотношением
между опорным напряжением 1 В и суммарным
напряжением обратной связи и яркости
(выв. 4). Частота пилообразного напряжения
внутреннего генератора (около 300 кГц)
определяется номиналом резистора R6
(подключен к выв. 7 U1). С выхода компаратора
(выв. 1) снимаются импульсы ШИМ, которые
поступают на схему DC/DC-преобразователя.
Контроллер обеспечивает также защиту
от короткого замыкания и перегрузки.
При коротком замыкании на выходе
инвертора возрастает напряжение на
делителе R17 R18, оно выпрямляется и подается
на выв. 4 U1. Если напряжение становится
равным 1,6 В, запускается схема защиты
контроллера. Порог срабатывания защиты
определяется номиналом резистора R8.
Конденсатор С8 обеспечивает «мягкий»
старт при запуске инвертора или после
окончания действия короткого замыкания.
Если короткое замыкание длится менее
1с (время определяется емкостью
конденсатора С7), то нормальная работа
инвертора продолжается.
В противном
случае работа инвертора прекращается.
Для надежного запуска преобразователя
время срабатывания защиты выбирается
таким, чтобы в 10…15 раз превысить время
старта и «поджига» ламп. При перегрузке
выходного каскада напряжение на правом
выводе дросселя L1 возрастает, стабилитрон
D2 начинает пропускать ток, открывается
транзистор Q6 и понижается порог
срабатывания схемы защиты. Преобразователь
выполнен по схеме полумостового
генератора с самовозбуждением на
транзисторах Q7, Q8 и трансформаторе PT1.
При поступлении с главной платы монитора
напряжения включения питания ON/OFF (3 В)
открывается транзистор Q2 и на контроллер
U1 подается питание (+12 В на выв. 2). Импульсы
ШИМ с выв. 1 U1 через транзисторы Q3, Q4
поступают на затвор Q3, тем самым,
запускается DC/DC-преобразователь. В свою
очередь, с него питание подается на
автогенератор. После этого на вторичной
обмотке трансформатора РТ1 появляется
высоковольтное переменное напряжение,
которое поступает на лампы подсветки.
Обмотка 1-2 РТ1 выполняет роль обратной
связи автогенератора.
Пока лампы не
включены, выходное напряжение
преобразователя растет до напряжения
пуска (1650В), а затем инвертор переходит
в рабочий режим. Если лампы не удается
поджечь (вследствие обрыва, «истощения»),
происходит самопроизвольный срыв
генерации.
Неисправности инвертора PLCD2125207А и порядок их устранения
Acer AL1916 Устранение неполадок — iFixit
Что бы вы ни делали, вы не можете заставить свой монитор включиться.
Прежде чем открывать монитор Acer AL1916, убедитесь, что оба конца шнура питания подключены к розетке и есть рабочая розетка.
Нажмите кнопку питания под экраном монитора. Если монитор работает правильно, индикатор на кнопке питания должен загореться, как и сам монитор. Если монитор подключен к сети, а индикатор питания по-прежнему не горит, это указывает на неисправность платы блока питания. Полное руководство по замене платы блока питания можно найти здесь.
Если питание отсутствует и все подключено, возможно, у вас неисправна печатная плата.
Это означает, что вы должны разобрать монитор и заменить печатную плату. Чтобы получить полное руководство по замене печатной платы, нажмите здесь.
У вас есть подтверждение того, что на монитор подается питание, но дисплей не включается.
Если индикатор кнопки питания горит, а на мониторе нет изображения, возможно, вам потребуется настроить параметры на мониторе. Вы можете проверить, связана ли проблема с VGA (соединением между вашим компьютером и монитором), нажав кнопки «Меню/Авто» на передней панели монитора. Если на экране не появляется никаких опций, вам, скорее всего, придется заменить дисплей. Чтобы получить полное руководство по замене дисплея, нажмите здесь. Если варианты появляются, значит, ваш дисплей работает правильно, и вам необходимо проверить соединение или кабель VGA.
Если вы видите настройки монитора, нажимая кнопки Menu/Auto, но вы по-прежнему не получаете вывод с компьютера, значит, у вас проблема с входом VGA. Визуально осмотрите концы кабеля, чтобы убедиться, что все контакты выглядят нормально.
Если это так, убедитесь, что кабель полностью вставлен (привинчен, если применимо) как к компьютеру, так и к задней панели монитора. Перезагрузите монитор. Если канал с вашего компьютера не отображается на мониторе, вам необходимо заменить вход VGA на мониторе. Чтобы получить полное руководство по замене входа VGA, нажмите здесь.
Ваш монитор не отображает правильные цвета.
Нажмите кнопку «Авто» на передней панели монитора, и экран должен обновиться. Если экран по-прежнему обесцвечен, нажмите кнопку «Меню» на передней панели монитора рядом с кнопкой «Питание». Сбросить настройки по умолчанию.
Если изображение с вашего компьютера обесцвечено, возможно, проблема связана с входом VGA. Визуально осмотрите концы кабеля, чтобы убедиться, что все контакты выглядят нормально. Если это так, убедитесь, что кабель полностью вставлен (привинчен, если применимо) как к компьютеру, так и к задней панели монитора. Перезагрузите монитор. Если изображение с вашего компьютера по-прежнему обесцвечивается, вам необходимо заменить вход VGA на мониторе.
Чтобы получить полное руководство по замене входа VGA, нажмите здесь.
Ваш монитор периодически включается и выключается.
Убедитесь, что кабель VGA надежно закреплен и не болтается. Если есть постоянное соединение, но монитор все еще мерцает, вам нужно либо заменить конденсатор на плате, либо заменить саму плату. Чтобы получить полное руководство по замене печатной платы, нажмите здесь.
Мерцание также может быть вызвано неисправностью конденсатора на плате блока питания. Если связь есть, а монитор все равно мерцает, то нужно либо заменить конденсатор на плате питания, либо заменить саму плату питания. Полное руководство по замене платы блока питания можно найти здесь.
Причины мигания индикатора адаптера питания
Перейти к основному содержанию
Световой индикатор общего адаптера питания показывает только, нормально ли работает блок питания.
В случае сбоя прошивки может быть несколько причин, которые могут быть вызваны внутренней нестабильностью. В это время внутреннее напряжение может быть нестабильным. Или это плохой контакт с розеткой. Возможно, внешнее напряжение слишком высокое или слишком низкое, и более вероятно, что внешнее короткое замыкание или внешняя перегрузка вызвали повторный запуск. Или, если выход нормальный, но индикатор мигает, это также может быть проблемой со светодиодным дисплеем. Это индикаторы адаптера питания. Причина мигания.
При поиске неисправности, в первую очередь, мультиметром проверяем, в порядке ли розетка, напряжение питания 220В, а максимальное не выходит за диапазон 100～240В. Если напряжение сети не соответствует норме, рекомендуется заменить тест окружающей среды.
1. С помощью мультиметра проверьте, соответствуют ли выходное напряжение и ток адаптера питания значениям, указанным на паспортной табличке. Если они не совпадают, а диапазон напряжения сети в норме, можно судить о том, что адаптер питания неисправен и его необходимо заменить.
2. Если вышеуказанная проверка прошла нормально, если питаемое устройство является ноутбуком, мы можем извлечь аккумулятор ноутбука и не подключать внешний адаптер питания. Нажмите и удерживайте кнопку питания ноутбука в течение 5 секунд и повторите 3 раза, чтобы снять остаточный заряд ноутбука, и вставьте его отдельно Адаптер питания, включите тест. Если питаемый продукт другой, вы можете обратиться к этому методу.
3. Если неисправность не устранена, нам необходимо проверить интерфейс постоянного тока, чтобы увидеть, не поврежден ли он, например, ослаблен или поврежден внешний вид, рекомендуется попытаться заменить головку постоянного тока.
4. Внутренний сбой блока питания вызвал сбои в работе адаптера питания, в основном из-за выхода из строя конденсатора фильтра. Замени это.
Индикатор адаптера питания не горит.
1. Индикатор на адаптере питания не горит, возможно, адаптер не подключен к розетке, или в розетке нет питания, или адаптер неисправен.
2. Проверьте правильность подключения внешнего адаптера к питаемому устройству и правильность работы внешнего адаптера питания. Если вы не можете найти проблему, рекомендуется обратиться в профессиональный сервисный центр для ремонта или замены блока питания.
3. Кроме того, вы также можете использовать мультиметр, чтобы проверить, является ли выходное напряжение адаптера питания нормальным, не ослаблена ли розетка, и отключить питание, чтобы увидеть, можно ли устранить неисправность, или все в норме. но лампочка не горит, может быть индикатор стареет.
Индикатор адаптера питания продолжает мигать, что обычно вызвано нестабильной внутренней частью адаптера. В это время вполне вероятно, что внутреннее напряжение нестабильно. В этом случае рекомендуется не использовать питание адаптер. Причиной этой ситуации в основном является нарушение качества электроэнергии, например, встроенный выпрямитель, большой конденсатор, растрескивание или вздутие и т. д.
Если вам нужен адаптер питания для какого-либо проекта, просто свяжитесь со мной по телефону +8613824392682.
Shrinton — профессиональная фабрика, производящая адаптеры питания в Шэньчжэне более 10 лет.
Введение в использование зарядных устройств для литиевых батарей
25 ноября 2022 г.
Как уменьшить пульсации адаптера питания?
21 ноября 2022 г.
Из чего сделан адаптер питания?
18 ноября 2022 г.
Как уменьшить пульсацию адаптера питания?
11 ноября 2022 г.
Голосование в ЕС прокладывает путь к тому, чтобы USB-C стал обычным зарядным устройством для устройств в 2024 году
8 ноября 2022 г.
Краткое описание и разница между TUV и GS и VDE
1 августа 2022 г.
Взаимосвязь между сертификацией CUL для канадского адаптера питания и сертификацией UL
30 июля 2022 г.
6 важных соображений при импорте из Китая
17 июня 2022 г.
