Мониторинг на захранване и инвертор. Обикновено контролният възел, ШИМ и възелът за управление на яркостта се комбинират в един чип. Преобразувателят е направен на дискретни елементи с товар под формата на импулсен трансформатор, чиято допълнителна намотка се използва

Здравейте всички!

В тази статия ще ви обясним какво представлява , какво значение има в LCD панели и как работи.

Инверторът е преобразувател на постоянно напрежение (обикновено 12V) в променливо напрежение с високо напрежение.

За да може LCD панелът да осигури ярко изображение, е необходим светлинен поток, който преминава през матрицата и всъщност формира изображението на екрана. В LCD монитори за създаване на такива светлинен потокизползват се флуоресцентни лампи лампи подсветка студен катод (CCFL). При мониторите тези лампи обикновено са разположени по краищата (отгоре и отдолу), а при телевизорите директно под матрицата по цялата площ. С помощта на филтри и дифузьор лампите равномерно осветяват цялата повърхност на матрицата. За да се осигури стартиране или "запалване" на лампи с напрежение над 1500V и след това захранване на тези лампи за дълго време в режим на работа с напрежение 600...1000V, се използват инвертори.

В LCD мониторите лампите са свързани с помощта на капацитивна верига.

Инверторът осигурява следните функции:

преобразува постоянно напрежение в променливо напрежение с високо напрежение;

стабилизира и регулира тока на лампата;

осигурява регулиране на яркостта;

осигурява координирана работа на изходния етап на инвертора с входното съпротивление на лампата;

създава защита срещу претоварване и късо съединение.

Структурни

Както е показано на диаграмата, модулът за режим на готовност, както и включването на инвертора се извършва на клавиши Q1 и Q2. Тъй като включването на монитора отнема малко време, инверторът се включва 2...4 секунди след превключване на монитора в работен режим. Когато напрежението е включено. (вкл./изкл.), инверторът влиза в работен режим. Това устройство също така изключва инвертора, ако мониторът премине в икономичен режим.

Когато основата на превключвателя Q1 получи положително напрежение ВКЛ. (3…5V), +12V напрежение се подава към блока за управление на яркостта и PWM регулатора.

Устройството за наблюдение и контрол на яркостта на лампите и ШИМ (3) е направено по схемата на усилвател на грешки (УА) и формовчик на импулси на ШИМ. Този възел получава напрежението на димера от основната платка на монитора, след което това напрежение се сравнява с напрежението обратна връзкаи след това се генерира сигнал за грешка, който контролира честотата на PWM импулсите. Тези импулси управляват DC/DC преобразувателя (1) и синхронизират работата на преобразувателя-инвертор. Амплитудата на импулсите е постоянна и се определя от захранващото напрежение (+12V), а честотата на импулсите зависи от яркостното напрежение и праговото ниво на напрежение.

Благодарение на DC/DC преобразувателя към автогенератора се подава постоянно (високо) напрежение, което се включва и управлява от PWM импулси на управляващия блок (3).

Изходно ниво AC напрежениеИнверторът зависи от параметрите на компонентите на веригата, а честотата му се определя от контрола на яркостта и характеристиките на лампите за подсветка. Инверторният преобразувател обикновено е генератор със самовъзбуждане. Веригите могат да се използват като едноциклични или двутактови.

Блокът за защита (5 и 6) анализира нивото на тока или напрежението на изхода на инвертора и генерира напрежения за обратна връзка и претоварване, които се подават към блока за управление (2) и PWM (3). Ако стойността на едно от тези напрежения превиши праговата стойност (късо съединение, претоварване на конвертора, ниско напрежение), осцилаторът спира да работи.

Обикновено контролният възел, ШИМ и възелът за управление на яркостта се комбинират в един чип. Преобразувателят се изпълнява върху отделни елементи с товар във формата импулсен трансформатор, чиято допълнителна намотка служи за превключване на задействащото напрежение.

Всички основни компоненти на инвертора са поставени в корпуси за SMD компоненти.

Има огромен брой модификации на инвертори.

Захранванията и инверторите за подсветка са нещо, което представлява все по-голям интерес за специалистите по ремонт на LCD монитори. И това е разбираемо, защото тези модули дават най-висок процент повреди. Схемата на тези модули не е твърде сложна - опитен специалистТой лесно може да го разбере и без принципна схема, а още повече, ако има описание на елементната база. Въпреки това, електрическа схемаНикога досега не съм безпокоил никого за ремонт на уред. Така схемата на захранването и инвертора е най-ценната част от сервизните ръководства. Но много производители, сред които и Samsung, рядко предоставят тази най-необходима информация в своите ръководства за диагностика и ремонт на монитори, което значително усложнява живота на неоторизираните сервизи. Надяваме се, че представеният тук резултат от изучаването на мониторния инвертор Samsung SyncMaster 943N ще ви помогне в работата ви.

Подобно на повечето съвременни монитори, Samsung SyncMaster 943N възприема концепцията, че мониторът има две печатни платки: Платка за скейлер/микропроцесор и комбинирана платка за захранване, която съдържа захранването на монитора (Power Supply) и инвертора за подсветка (Back Light Inverter).

В този преглед разглеждаме така добре познатата комбинирана платка за инвертор и захранване за монитори от семейството SyncMaster 943N,

Въпреки че мониторите от този модел могат да бъдат оборудвани с други видове комбинирана платка. Платката PWI1904SJ (наричана още McKinley 17"/19" Normal) е претърпяла няколко модификации (ревизии). Ще разгледаме версията на борда 1.1 (Rev.1.1). Трябва да се отбележи, че каталожният номер на Samsung за тази платка е BN44-00123L.

И така, както вече споменахме, таблото се състои от две, почти независими части. Да дадем Кратко описаниевсеки от тях.

Захранване

Захранването осигурява формирането на две изходни напрежения постоянен ток: +15V и +5V. Източникът на захранване е класически импулсен обратен преобразувател с единичен край. Основният елемент на този източник е PWM контролер с вграден превключвател на захранването - микросхемата DM0456R. Именно тази микросхема определя дизайна на веригата на целия източник, който между другото е много прост (ако не използвате думата примитивен).

Инвертор на подсветката

Инверторът осигурява образуването на високочестотно променливо напрежение от 650V на четири лампи за подсветка. Токът на лампата е 7,5 mA. Инверторът използва доста напреднала версия на схемната технология - резонансен преобразувател. Инверторът поддържа всички основни опции за защита (защита от пренапрежение, защита от счупване на лампа), инверторът се управлява от контролера FAN7314 (вижте предишната статия). +15V се използва като захранващо напрежение на инвертора.

Принципна схема на платката

Захранване

Захранването, като импулсно, се състои от стандартен набор от възли, всеки от които изпълнява съответната функция. Няма да даваме подробно описание на всеки възел, тъй като, както бе споменато по-горе, захранването е изградено по класическа схема и не поставяме за цел този преглед да изучаваме основите на импулсните преобразуватели. Нека се съсредоточим върху сравнението на основните компоненти на захранването и електронните елементи на представената схема.

Входни вериги

Входният конектор, към който се подава AC мрежово напрежение, е конектор IN101. Защитата срещу превишаване на входния ток се осигурява от предпазител F101 (3,15 ампера).

Вход мрежов филтъробразуван от следните елементи: кондензатори Cx101, Cx102, Cx01, Cx02, резистори R101, R102, R103, индуктор L101, термистор TH101.

Коригирането на мрежовото напрежение се осигурява от интегрирания диоден мост DB101 и изглаждането електролитен кондензатор C101.

Преобразувател на импулси

Основният елемент на преобразувателя е PWM контролер с вграден превключвател на захранването - интегрирана 5-пинова микросхема на радиатора, с обозначение на позицията U101. Тази схема използва много популярна напоследъкмикросхема - DM0465R. Няма да обсъждаме този контролер, тъй като намирането на описанието му не е трудно.

Стартовата верига на PWM контролера DM0465R се формира от резистори R104, R106, R106 със съпротивление от 24 kOhm всеки.

Захранващата верига на PWM контролера DM0465R в стационарно състояние се формира от резистор R108, диод D102 и кондензатори C104 и C105. Източникът на енергия за захранване на PWM контролера в работен режим е намотката на импулсния трансформатор TF101 (пин 1-пин 2). Захранващото напрежение е ограничено от ценеров диод ZD101.

Демпферът, който осигурява потискане на резонансни пренапрежения в първичната намотка на импулсния трансформатор TF101 при превключване на силовия транзистор, се състои от диод D101, резистор R107 и кондензатор C102.

Сигналът за обратна връзка, който ви позволява да стабилизирате изходните напрежения на захранването, се подава към щифт 4 на контролера DM0465R PWM. Големината на сигнала за обратна връзка на пин 4 се контролира от оптрона RS101.

Вторични токоизправители

Вторичните токоизправители са направени по полувълнова верига.

Изправителните диоди на всеки канал се състоят от двойка паралелно свързани диоди. Това ви позволява да увеличите текущото натоварване на каналите.

Изглаждането на ректифицираните импулси в канала +15V се осигурява от кондензатор C209 и кондензатори C206, C207, C31, които присвоихме на инверторната верига.

Изглаждането на импулсите в канала +5V се осигурява от кондензатори C201, C202, C203, както и индуктор L202.

Сигналът за обратна връзка за осигуряване на стабилизиране на изходните напрежения се генерира от +5V канално напрежение с помощта на делител R205/R20S. Напрежението, получено от този разделител, управлява микросхемата U201 от типа TL431 (контролиран регулатор). Тази микросхема от своя страна контролира тока през светодиода на оптрона RS101, което в крайна сметка променя стойността на сигнала за обратна връзка на пин 4 на DM0465R PWM контролера.

Инвертор на подсветката

Натоварването на инвертора за подсветка е четири, свързани към четири конектора: CN1, CN2, CN3, CN4. Трансформаторът за високо напрежение е Т1 с две първични и две вторични повишаващи намотки.

Инверторът е направен по резонансна верига. Образува се резонансната верига първични намоткитрансформатор T1 и два паралелни SMD кондензатора: C32 и SZZ. По този начин резонансната верига е последователна.

Захранващото напрежение на инвертора е +15V, което се подава към инвертора чрез предпазител F201 (3 ампера). Това напрежение се използва както за захранване на управляващата микросхема, така и за захранване на захранващия етап - резонансната верига.

Осцилациите в резонансната каскада се осигуряват чрез синхронно превключване на два мощни транзистора в интегрирана конструкция (типов транзисторен монтаж). Транзисторите са полеви: единият е P-канал (горен ключ), а другият е N-канал (долен ключ). Транзисторите се управляват от контролера за подсветка FAN7314.

Тъй като контролерът е проектиран да управлява мостов преобразувател и тази схема използва само два транзистора, а не четири, двата изхода (OUTC и OUTD) на микросхемата не се използват (щифт 14 и щифт 15). Антифазни импулси се формират на щифтовете OUTA и OUTB (щифт 18 и щифт 19). Импулсите следват с честота от няколко десетки kHz (но последователността от импулси се прекъсва, образувайки така наречените "пакети" - вижте по-долу за регулиране на яркостта). Тази честота се задава от кондензатори C5, C24, C25. В зависимост от модификацията на платката, кондензатори C24 и C25 могат да бъдат включени в различни комбинации. За тези цели са предвидени джъмпери. В допълнение, честотата на вътрешния генератор също се задава от стойността на резистора R5.

Обратна връзка по ток За стабилизиране на тока на лампата, т.е. За да стабилизират яркостта си, инверторите използват отрицателна обратна връзка по ток. За да се осигури обратна връзка по ток, сензор за ток - резистор със съпротивление от няколкостотин ома до 1 kOhm - е свързан последователно с лампите. Тези резистори са традиционно прецизни (с толеранс от 1% толеранс). От резистора за обратна връзка се премахва напрежение, чиято величина е право пропорционална на големината на тока, протичащ през лампите, и следователно пропорционална на яркостта на лампата.

В представената схема такива сензори за ток са R16, R17, R18, R19, номинални на 1 kOhm. Сигналите, взети от четирите сензора, се комбинират в една точка, където се формира полученото напрежение за обратна връзка. Сумирането на текущите сензорни сигнали се извършва с помощта на разделителни диоди на диодни възли D6, D7, D8, D9. Полученото напрежение за обратна връзка се подава към пин 9 на контролера FAN7314 чрез верига от съвпадащи резистори R15, R9, R8.

Сигналът A-DIM също се добавя към сигнала за обратна връзка, който е аналогов сигнал за управление на яркостта. A-DIM сигналът се генерира от микропроцесора на монитора и променя стойността си, когато яркостта се регулира от потребителя. Сигналът е постоянно напрежение, увеличаването на A-DIM сигнала води до увеличаване на напрежението на обратната връзка и в резултат на това до намаляване на тока на лампата. И обратно.

Защита от пренапрежение

Защитата срещу пренапрежение на лампите се осигурява чрез сигнал за обратна връзка по напрежение. Капацитивен делител на напрежението е свързан към „горещия“ контакт на всеки конектор на лампата (C8/C29, C7/C15, C9/C30, C10/C14). В средната точка на всеки делител се генерира променливо синусоидално напрежение, пропорционално на напрежението на лампите. След това всичките четири напрежения се коригират и сумират с помощта на диоди, диодни възли D3 и D4. Полученото напрежение се прилага към пин 2 (OLR) на контролера FAN7314. Изглаждането на сумиращото напрежение се осигурява от кондензатор C16. Диодите D3 и D4 настройват щифта OLR на напрежение, което е най-високото от четирите сигнала за обратна връзка по напрежение. С други думи, прекомерното напрежение на някоя от четирите лампи задейства тази защита.

Защита от счупване на лампата

Отворената верига на лампата е най-опасната ситуация за инвертора. Това причинява неуспех клавиши за захранванеинвертор, т.к инверторът, който е импулсен преобразувател, започва да работи в режим на празен ход без натоварване. Счупването на лампите в тази верига, както и в повечето други, се определя от липсата на напрежение върху резисторите на сензора за ток на лампата (R16...R19).

Когато токът протича през лампите, се образува напрежение върху резистори R16...R19, което се изглажда от кондензатори C17, C16, C19, C20. В резултат на това на тези кондензатори се установява напрежение, което гарантира, че диодите на диодните възли D10 и D11 са изключени. Затворено състояниевсички тези четири диода осигуряват отвореното състояние на транзистора Q1, т.к базата на този транзистор е предубедена от стойността на референтното напрежение VREF, генерирано от контролера FAN7314.

Ако поне една лампа се счупи, тогава един от четирите диода на модулите D10 и D11 веднага се отваря, т.к. От страната на катода на съответния диод блокиращото напрежение изчезва. Това от своя страна води до затваряне на транзистора Q1 и блокиране на контролера FAN7314.

Регулиране на яркостта

Разглежданият инвертор използва метода за регулиране на яркостта Burst Dimming (метод на периодично регулиране), който предполага, че токът на лампата представлява „пакети“ от висока честота променлив ток(фиг. 2). „Пакетът“ съответства на включеното състояние на лампата и съответно между пакетите лампата се изключва. Ширината на тези опаковки, т.е. Съотношението между включените и изключените състояния на лампите определя яркостта на подсветката. С увеличаване на яркостта ширината на "опаковките" се увеличава и при максимално ниво на яркост токът в лампите става практически непрекъснат.

Регулирането на яркостта в тази схема се извършва от два сигнала: A-DIM и B-DIM, генерирани от микропроцесора на монитора.

Сигналът B-DIM се подава към входа на инвертора чрез пин 1 на конектора CN201. Сигналът B-DIM е нискочестотен импулс, който следва с честота приблизително 200 Hz. При регулиране на яркостта ширината на тези импулси се променя. Това е ширината на тези импулси, която определя ширината на "пакетите" от променлив ток в лампите.

Сигналът A-DIM се подава към входа на инвертора през пин 7 на конектора CN201 и представлява постоянно напрежение. Този сигнал се смесва със сигнала за обратна връзка, подаден към пин 9 на чипа FAN7314. При регулиране на яркостта A-DIM сигналът практически не се променя. Значителен скок в нивото на A-DIM сигнала възниква при промяна цветова палитрачрез менюто Magic Bright и само когато изберете определени настройки в това меню.

Грешки на инвертора

Инверторите от семейството PWI1904SJ(M) се характеризират с две неизправности:

• повреда на транзисторния монтаж;
• повреда на трансформатор Т1.

Отказите на други елементи на веригата са изключително малко вероятни, така че няма смисъл да се говори за тях, но е необходимо да се обсъдят най-вероятните повреди.

Транзисторен монтаж Монтажът STU407DH е двойка транзистори с полеви ефекти с различна проводимост: N-канал и P-канал. Архитектура на вътрешния монтаж и нейните външен видса представени на фиг. 3.

Основен Електрически характеристикиТранзисторите в монтажа са както следва:

• напрежение дрейн-сорс: 40V;
• напрежение порта-източник: 20V;
• Дрейн ток (за P-канал): -12A;
• Дрейн ток (за N-канал): 16A;
• Импулсен дренажен ток: 50A;
• прав ток на демпферния диод (за P-канален транзистор): -6A;
• прав ток на демпферния диод (за N-канален транзистор): 8A;

Неизправността на сглобката се състои в повреда на един или два транзистора в сглобката. Диагностиката на модула, естествено, се извършва с тестер (омметър) и се състои от последователна проверка на два полеви транзистора (няма да навлизаме в това как да проверим полевите транзистори тук). Трябва също да се отбележи, че аналози на този транзисторен монтаж не са известни, така че ако STU407DH не успее, ще трябва да го закупите.

Трансформатор

Типът трансформатор, използван в този инвертор, е .

Типична повредана този трансформатор е прекъсване (или „изгаряне“, т.е. увеличение активно съпротивление) една от двете вторични намотки за високо напрежение.

Параметрите на тези вторични намоткина работещ трансформатор са както следва:

• активно съпротивление: 1120...1130 Ohm;
• индуктивност: 1.93...1.95 H.

Въз основа на представените данни. Можем да кажем, че диагностицирането на трансформатор е много посредствен въпрос, осъществим с помощта на най-простия тестер. Достатъчно е само да се измери съпротивлението на вторичните намотки за високо напрежение. Но бих искал да отбележа, че стойността на съпротивлението на намотката може да е различна, така че при проверка на трансформатор е по-добре да сравните съпротивлението на двете му намотки с високо напрежение. Ако съпротивленията са еднакви, тогава трансформаторът работи. И ако съпротивленията се различават с 100 ома или повече, тогава можем да говорим за неизправност на трансформатора, а дефектната намотка трябва да се счита за тази с най-високо съпротивление.

Какво да направите, ако една от намотките е счупена или нейното съпротивление се е увеличило?

Първо решение. Повечето просто решениее за смяна на трансформатора. Придобиването му в момента не би трябвало да е трудно. „Съвместими” трансформатори с подобни характеристики са широко разпространени на пазара. Трябва обаче да се има предвид, че при закупуване на „съвместим“ трансформатор е напълно възможно да се сблъскате със ситуация, при която при сменен трансформатор инверторът изобщо не работи или след известно време защитата се задейства.

Второ решение. Друго решение на проблема с дефектен трансформатор е преобразуването на инверторната верига за работа с две лампи.

За да направите това, ще трябва да направите следното:

• отстранете дефектната високоволтова намотка;
• блок защита срещу счупване на лампата;
• премахнете резистора R31.

Дефектната намотка ще трябва да бъде напълно отстранена (фиг. 4). Изключването на товара от повредената намотка (т.е. две лампи) не дава никакъв резултат, а при работа на празен ход (с блокирана защита) трансформаторът се нагрява много. Защитата срещу счупване на лампата, както беше споменато по-рано, се организира чрез два диодни модула: D10 и D11. Следователно блокирането на защитата включва разпояване на един диоден модул, съответстващ на "рамото" на инвертора, в който е премахната високоволтовата намотка. След това, за надеждно стартиране на инвертора, премахваме резистора R31 от веригата.

След това веригата може да се стартира и две лампи трябва да бъдат свързани към останалата намотка. За да осигурите равномерно осветяване на екрана, препоръчително е да се уверите, че една горна лампа и една долна са свързани към останалата намотка. Дължината на свързващите проводници на лампите в монитори с инвертор PWI1904SJ(M) позволява безпроблемно извършване на подобно превключване.

Тази статия разглежда основните моменти, които трябва да се вземат предвид при ремонт на инвертори за LCD телевизори и монитори.

Ремонт на инверторни LCD телевизори.

Ако искате сами да ремонтирате такова устройство, тогава трябва да разберете, че ще ви трябват известни знания и умения. Ако нямате опит, тогава е по-добре да се обадите на специалист.

телевизия инвертор е устройство, което отговаря за стартирането и непрекъснатата работа на подсветката на всеки LCD панел. Можете също да го използвате за лесно увеличаване или намаляване на яркостта на изображение. Преди да започнете отстраняване на неизправности възможна неизправносттова устройство, трябва да разберете какво прави:

1. На първо място, устройството преобразува напрежението, което обикновено не надвишава 24 V, във високо напрежение.

2. Втората отговорност е да регулирате храненето в луминесцентни лампи, както и нейното стабилизиране.

3. Както бе споменато по-горе, промяната на яркостта също е негова пряка отговорност.

4. Един от най полезни функциие да предпази телевизора от всякакви претоварвания, както и да предотврати къси съединения.

Неизправности, пряко свързани с инвертора:

1. Подсветките не се включват или работят с прекъсвания.

2. Спонтанни промени в яркостта на екрана или трептене.

3. Когато инверторът откаже да работи след дълъг период на бездействие, това е една от най-сериозните неизправности.

4. Проблем е и неравномерното осветяване на екрана при наличие на верига от 2 устройства.

Отстраняване на неизправности:

1. Ако се открие една от горните неизправности, първо трябва да проверите напрежението за липса на пулсации и стабилност.

2. След това трябва да обърнете внимание на качеството на командите, свързани с включването на лампите и регулирането на подсветката. Идват от дънната платка.

3. Ако проблемът все още не е открит, трябва да премахнете защитата от самия инвертор и да започнете да търсите повреда. Следва внимателна проверка на платката за изгорели елементи.

4. След това не боли да измервате индикатори като напрежение и съпротивление с помощта на тестер.

5. Също така си струва да обърнете внимание на проверката на транзисторните превключватели, те често са виновни.

6. Следва проверката на трансформаторите за високо напрежение. Неправилното сглобяване или лошата изолация на тези устройства също могат да причинят проблеми. На трансформаторите все още могат да възникнат прекъсвания и къси съединения на отделни завои. Такива проблеми се установяват и при проверка и тестване на устройството.

Ремонт на инвертор на LCD монитор.

Повечето компютърни монитори неизбежно развиват проблеми с времето. И в повечето случаи те са абсолютно еднакви.

Наблюдавайте проблеми :

1. Неизправност на подсветката на екрана поради неработещи лампи.

2. Включване на лампите за кратък период от време и след това изключване.

3. Нестабилна яркост на монитора, трептене.

Отстраняване на неизправности

1. Първото нещо, което трябва да направите, е да проверите напрежението в захранващата система, нормалната стойност е повече от 12 V. Ако изобщо не е там, тогава трябва да проверите предпазителите. Ако проблемът е тук, тогава преди да направите подмяна, трябва да проверите транзисторите.

След това трябва да се провери сигналът ENB. Ако не е там, тогава проблемът трябва да се търси в основната платка. Ако има сигнал, тогава трябва да проверите всички лампи и да потърсите повреди или изгорели елементи. Ако проблемът все още продължава, тогава следва да се проверят вторичните вериги, така че защитата, която предпазва от късо съединение, може да работи. За същата цел можете да проверите транзистора, делителя и ценеровия диод. В ситуация, при която напрежението на клемите е по-малко от 1 V, трябва да се инсталира нов кондензатор.

2. Ако горните операции са безполезни, микросхемата трябва да бъде напълно променена. Сега трябва да проверите преобразувателя за повреда в генерирането. Проверката на транзисторите също няма да бъде излишна.

След това следва изследване на стабилността на напрежението на яркостта на резистора, който трябва да бъде изключен от обратната връзка преди тестване. Ако напрежението не е стабилно, тогава проблемът е в основната платка на монитора. Следващата стъпка е да се проверят трептенията и стабилността на така наречения трионообразен импулсен генератор. Амплитудата трябва да бъде в диапазона от 0,7 до 1,3 V. Честотният индикатор трябва да бъде около 300 kHz. Ако напрежението е нестабилно, тогава устройството трябва да бъде сменено.