Ремонт ЖК-монитора
Ремонт ЖК-монитора своими руками
Чтобы отремонтировать ЖК-монитор своими руками, нужно сначала понять, что из каких основных электронных узлов и блоков состоит данное устройство и за что отвечает каждый элемент электронной схемы. Начинающие радиомеханики в начале своей практики считают, что успех в ремонте любой техники заключается в наличии принципиальной схемы конкретного устройства. Но на самом деле это заблуждение, и схема подключения нужна далеко не всегда.
Итак, давайте откроем крышку первого попавшегося в наши руки ЖК-монитора 
и разберемся в его устройстве на практике.
Прежде чем читать этот материал, рекомендуем прочитать статью о разборке ЖК-монитора.
ЖК-монитор. Основные функциональные блоки.
ЖК-монитор состоит из следующих нескольких функциональных блоков:
ЖК-панель
Жидкокристаллическая панель представляет собой целостное устройство. ЖК-панель обычно собирается конкретным производителем, которая, помимо самой жидкокристаллической матрицы, содержит флуоресцентную подсветку, стеклянный экран, поляризационные цветовые фильтры и плату электронного декодера, формирующую напряжение из цифровых RGB-сигналов. управлять затворами тонкопленочных транзисторов (TFT).
Рассмотрим состав ЖК-панели компьютерного монитора ACER AL1716. ЖК-панель является полностью функциональным устройством и, как правило, не требует разборки для ремонта, за исключением замены неисправной подсветки.
Марка ЖК-панели: CHUNGHWA CLAA170EA
Имеет относительно большую печатную плату плата на задней ЖК-панели, к которой подключается многоконтактный шлейф от основной платы управления. Сама печатная плата спрятана под металлической планкой.
ЖК-панель компьютерного монитора Acer AL1716
На печатной плате установлена многовыводная микросхема NT7168F-00010 доска. Этот чип подключен к TFT-матрице и участвует в создании изображения на экране. Многие выводы основаны на микросхеме NT7168F-00010, которая образована десятью шлейфами с маркировкой S1-S10. Эти кабели довольно тонкие и выглядят так, как будто они приклеены к печатной плате, на которой установлен чип NT7168F.
Плата ЖК-панели и компоненты
Плата управления
Плата управления также известна как главная плата. Материнская плата содержит два микропроцессора. Одним из них является 8-битный управляющий микроконтроллер SM5964 с ядром типа 8052 и 64 КБ программируемой Flash-памяти.
Микропроцессор SM5964 выполняет довольно много функций. К нему подключаются клавиатура и индикатор работы монитора. Этот процессор управляет включением/выключением монитора, запуская инвертор подсветки. Для хранения пользовательских настроек к микроконтроллеру по шине I 2 C подключается микросхема памяти, обычно это восьмивыводные микросхемы. Последовательная энергонезависимая память 24LCxx.
Основная плата ЖК-дисплея
Второй микропроцессор на плате управления — это так называемый масштабатор монитора (контроллер ЖК-дисплея) TSU16AK. У этой микросхемы множество функций. Он выполняет большинство функций, связанных с преобразованием и обработкой аналогового видеосигнала и подготавливает его к доставке на ЖК-панель.
Что касается ЖК-монитора, следует отметить, что это цифровое устройство, в котором все управление пикселями ЖК-экрана осуществляется в цифровом виде. Сигнал, который поступает с видеокарты компьютера, является аналоговым и для его корректной визуализации в ЖК-матрице необходимо выполнить множество преобразований. Для этого предназначен графический контроллер, а иначе масштабатор монитора или контроллер LCD.
В задачи контроллера LCD входит преобразование изображения (масштабирование) для различных разрешений, формирование экранного меню, рендеринг аналоговых сигналов RGB и синхронизирующих импульсов. . В контроллере аналоговые RGB-сигналы преобразуются в цифровые с помощью 3-канальных 8-разрядных АЦП, работающих на частоте 80 МГц.
Скалер монитора TSU16AK взаимодействует с управляющим микроконтроллером SM5964 по цифровой шине. Для управления ЖК-панелью графический контроллер формирует сигналы синхронизации, тактирования и инициализации матрицы.
Микроконтроллер TSU16AK подключается кабелем к микросхеме NT7168F-00010 на плате ЖК-панели.
При некорректной работе графического контроллера в мониторе обычно возникают дефекты, связанные с корректным отображением изображения на экране (могут появляться полосы на экране и т.п.). В некоторых случаях дефект можно устранить перепайкой лазающих проводов. Особенно это касается мониторов, работающих 24 часа в сутки в суровых условиях.
При длительной эксплуатации происходит нагрев, что отрицательно сказывается на качестве сварного шва. Это может привести к неисправностям. Дефекты, связанные с качеством пайки, не редкость и встречаются в других устройствах, таких как DVD-плееры. Причина неработоспособности — деградация или некачественная пайка многовыводных плоских микросхем.
Преобразователь питания и подсветки
В студии блок питания монитора является наиболее интересно, потому что назначение элементов и цепей понять легче. Кроме того, по статистике отказы блоков питания, особенно импульсных блоков питания, занимают лидирующее место среди всех прочих. Поэтому рабочее знание оборудования, базы элементов и схемы источников питания непременно пригодятся в практике ремонта радиоаппаратуры.
Блок питания ЖК-монитора состоит из пальцев. Первый — это адаптер переменного/постоянного тока или, иначе, сетевой (импульсный) источник переключения. Второй инвертор DC/AC. На самом деле задействовано два преобразователя. Адаптер переменного/постоянного тока используется для преобразования переменного напряжения 220 В в небольшое постоянное напряжение. Обычно на выходе переключающего источника создается напряжение от 3,3 до 12 вольт.
Преобразователь постоянного тока в переменный, с другой стороны, преобразует постоянный ток (DC) в постоянный ток (DC). тока (AC) примерно от 600 до 700 В и частотой примерно 50 кГц. Переменное напряжение подается на электроды люминесцентных ламп, встроенных в ЖК-панель.
Сначала рассмотрим адаптер переменного/постоянного тока. Большинство импульсных блоков питания основано на специализированных микросхемах-контроллерах (за исключением, например, дешевых мобильных зарядных устройств).
Поэтому в блоке питания ЖК-мониторов Steel AL1716 используется микросхема TOP245Y. Документацию (даташит) на этот чип можно легко найти в открытых источниках. Если вы не знаете, как найти каталожный лист, обязательно прочитайте статью о том, как его найти информация об импортных полупроводниковых элементах.
В документации на микросхему ТОР245Y вы найдете типовые примеры принципиальных схем блоков питания. Это может быть использовано при ремонте блоков питания ЖК-мониторов, так как схемы во многом соответствуют типовым, описанным в описании микросхемы.
Приведем несколько примеров схем блоков питания на микросхемах серии ТОП242-249.
Рис. 1 Пример схемы блока питания
В следующей схеме используются двойные диоды с барьером Шоттки (MBR20100). Аналогичные диодные матрицы (SRF5-04) используются в рассматриваемом нами блоке монитора Acer AL1716.
Рис.
Видео-гайд: Как починить lcd дисплей
Обратите внимание, что показанные электрические схемы являются примерами. Реальные схемы импульсных блоков могут незначительно отличаться.
Микросхема ТОР245Y — вполне работоспособное устройство, в данном случае там ШИМ-регулятор и мощный полевой транзистор, который переключается с огромной частотой от десятков до сотен. килогерц. Отсюда и название: импульсный источник питания.
Источник питания ЖК-монитора (адаптер переменного/постоянного тока)
Схема работы импульсного источника питания выглядит следующим образом:
Выпрямление сетевого напряжения 220 В переменного тока.
Эта операция выполняется с помощью диодного моста и фильтрующего конденсатора. После выпрямления в конденсаторе напряжение несколько превышает напряжение сети. На фото диодный мост и рядом с ним фильтрующий электролитический конденсатор (82 мкФ 450 В), синий бочонок.
Преобразование и понижение напряжения трансформатором.
Коммутация на частоте от нескольких десятков до сотен килогерц постоянного напряжения (>220 В) через обмотку высокочастотного импульсного трансформатора. Эту операцию выполняет микросхема TOP245Y. Импульсный трансформатор выполняет ту же функцию, что и трансформатор в обычных сетевых адаптерах, за одним исключением. Он работает на более высоких частотах, часто более 50 Гц.
Следовательно, для его обмотки требуется меньшее количество витков и, следовательно, меньше меди. Но вам нужен ферритовый сердечник, а не стальной трансформатор, как трансформаторы на 50 герц. Если вы не знаете, что такое трансформатор и для чего он используется, сначала прочитайте статью о трансформаторе.
В результате получился очень компактный трансформатор. Также стоит отметить, что импульсные блоки питания очень дешевы, имеют высокий КПД.
Выпрямление переменного напряжения с помощью трансформатора.
Эту функцию выполняют мощные выпрямительные диоды. В данном случае использовались диодные сборки с маркировкой SRF5-04.
Для выпрямления высокочастотных токов используются диоды Шоттки и обычные силовые диоды с p-n переходом. Обычные низкочастотные диоды для выпрямления высокочастотных токов менее удобны, но используются для выпрямления высоких напряжений (20-50 вольт). Это следует учитывать при замене неисправных диодов.
Диоды Шоттки имеют некоторые характеристики, о которых вам следует знать. Во-первых, эти диоды имеют низкую емкость перехода и могут быстро переключаться из открытого состояния в закрытое. Это свойство используется для работы на высоких частотах. Диоды Шоттки имеют низкое падение напряжения около 0,2-0,4 вольт по сравнению с с 0,6-0,7 вольта для обычных диодов. Это свойство увеличивает их КПД.
Диоды с барьером Шоттки также обладают нежелательными свойствами, которые затрудняют их более широкое использование в электронике. Они очень чувствительны к чрезмерному обратному напряжению. При превышении обратного напряжения происходит необратимое повреждение диода Шоттки.
Обычный диод переходит в режим обратимого пробоя и может восстановиться после превышения допустимого значения обратного напряжения. Именно это обстоятельство и является ахиллесовой пятой, вызывающей сгорание диодов Шоттки в цепях выпрямителей различных источников питания. переключился. Это необходимо учитывать при диагностике и ремонте.
Для устранения опасных для диодов Шоттки пиков напряжения применяют так называемые разгрузочные цепи, образующиеся в обмотке трансформатора на фронтах импульсов. На схеме (см. рис. 1) он обозначен как R15C14.
При анализе схемы питания ЖК-монитора Acer AL1716 были также обнаружены демпфирующие цепи на печатной плате, состоящей из 10 резистор smd ом (R802, R806) и конденсатор (C802, C811). Защищает диоды Шоттки (D803, D805).
Разгрузочные цепи на плате блока питания
Также стоит отметить, что диоды Шоттки используются в низковольтных обратном напряжении цепи ограничены единицами: несколько десятков вольт. Так, если требуется напряжение в несколько десятков вольт (20-50), применяют диоды на основе p-n перехода. В этом можно убедиться, посмотрев даташит на микросхему TOP245, где приведены несколько типовых схем питания с разными выходными напряжениями (3,3В; 5В; 12В; 19В; 48В).
Диоды Шоттки чувствительны к перегреву . В этом смысле их обычно устанавливают на алюминиевый радиатор для отвода тепла.
Диод на основе p-n перехода можно отличить от диода на барьере Шоттки по условному графическому обозначению на схеме.
Символы барьеров диодов Шоттки.
Символы диодов на основе p-n перехода.
За выпрямительными диодами следуют электролитические конденсаторы, которые служат для сглаживания волн напряжения. Также используя напряжения, полученные от 12 В; 5 вольт; 3,3 В питает все блоки ЖК-монитора.
Инвертор постоянного/переменного тока
Инвертор аналогичен по назначению электронным балластам (ЭПРА). которые широко применяются в светотехнике для питания люминесцентных ламп бытового освещения. Однако существуют значительные различия между электронным балластом и инвертором ЖК-монитора.
Инвертор ЖК-монитора обычно основан на специальной микросхеме, которая расширяет набор функций и повышает надежность. Так, например, инвертор подсветки ЖК-дисплея Acer AL1716 основан на ШИМ-контроллере OZ9910G. Микросхема драйвера смонтирована на плоской печатной плате.
Драйвер IC OZ9910G
Инвертор преобразует 12 В постоянного тока (в зависимости от схемотехники) в 600-700 В переменного тока на частоте 50 кГц. .
Драйвер инвертора может изменять яркость люминесцентных ламп. Сигналы на изменение яркости ламп поступают с контроллера ЖКИ. К микросхеме подключаются полевые транзисторы или их сборки регулятор. В этом случае два набора дополнительных полевых транзисторов AP4501SD подключены к контроллеру OZ9910G (на коробке ИС указан только 4501S).
Сборка полевого транзистора AP4501SD и назначение контактов
На плате питания также есть два высокочастотных трансформатора, которые используются для увеличения напряжения переменного тока и подачи его на электроды люминесцентных ламп. Помимо основных компонентов на плате установлены всевозможные радиодетали для защиты от коротких замыканий и выхода ламп из строя.
Плата инвертора и ее компоненты
ЖК-дисплей информацию по ремонту монитора вы можете найти в специализированных журналах по ремонту. Например, в журнале «Ремонт и обслуживание электронных устройств» №1 от 2005 г. (стр. 35 — 40) мы подробно разбираем устройство и принципиальную схему ЖК-монитора «Ровер Скан Оптима 153».
Среди неисправностей монитора часто встречаются такие, которые можно легко устранить своими руками за считанные минуты. Например, уже упомянутый ЖК-монитор Acer AL1716 оказался на ремонтном столе из-за обрыва контакта гнезда для подключения кабеля питания. В результате монитор выключился сам по себе.
После разборки ЖК-монитора было обнаружено, что в месте плохого контакта была сильная искра, следы которой легко найти на ЖК-мониторе. блок питания монитора PCB. Сильная искра также возникла из-за того, что электролитический конденсатор фильтра выпрямителя в момент контакта заряжался. Причиной неисправности является разрушение припоя.
Деградация припоя, вызывающая выход из строя монитора
Также стоит отметить, что иногда могут выйти из строя диоды диодного моста выпрямителя, так как причина сбоя.
Источник