Проверка блока питания монитора. Схема работы TFT монитора

Блин, вот же засада… Пришел сегодня с работы, включил компьютер, пошел переодеваться. Он начал запускаться, запищал, зажжужал, затрещал. Но монитор почему то не включался. Я его и так и эдак. Мертвый. Напрочь. Даже в сердцах стукнул по нему…. 🙁 (непомогло, кстати)

Он у меня отработал уже лет шесть наверно, а то и семь. Видать пришла его пора умирать. Блин. Как не вовремя. Придется ехать за новым монитором. Ну это на выходные только получится. А сегодня попробую этот поковырять.

Монитор у меня самый обычный, купленный давно тысяч за 6 с половиной «вечнодеревянных», точно уже и не помню. Называется LG FlatronL1953S . Никаких особых качеств у него нет. Просто обычная рабочая лошадка. Выглядит вот так:

Пациент осмотрен, признаков жизни не обнаружено. Приступаем к вскрытию:

Четыре шурупа открутились очень быстро. Настала очередь снять заднюю крышку. Но она, задняя крышка, держится не на шурупах, а крепится вместе с передней рамкой на защелках.

Ну и геморой же их разъединять. Боишься, как бы защелки не поломать. А их там столько по периметру… Приходится использовать все подручные средства и приспособы.

Но «дорогу осилит идущий». «долго ли, коротко ли», но мы победили. Пациент вскрыт! Отделили заднюю крышку от передней рамки:

Так-с, посмотрим, что у нас тут. Весь металлический защитный кожух, который закрывает платы крепится на скотче. Нихрена себе, ни одного шурупа, ни одной защелки.

Кишки монитора не богаты разнообразием и состоят из двух плат: плата блока питания и плата управления.

Кишки монитора — плата управления и блок питания

Начнем с питания. Выковыриваем плату блока питания. Ну на ней и пылищи (я монитор с момента покупки ни разу не пылесосил).

Сдуваем/протираем/пылесосим пыль с платы. И вот она собственной персоной во всей красе:

Внимательно осматриваем плату. Первым делом проверим предохранители. На плате стоит только один. Он работает. Осматриваем дальше.

Так-с, а это что? А это офигенно подозрительные, вздувшиеся, электролитические конденсаторы. Осмотрим внимательнее.

Ну что ж, самая вероятная причина смерти монитора — эти электролиты. Ищем замену. Облазил все свое радиоэлектронное барахло, но нужных электролитов сразу не нашел. Пришлось мудрить.

В итоге вышло вот что:

Да, повезло, что нашел большой серый кондер еще Советского производства хрен знает какого лохматого года. Совсем не уверен, рабочий ли он. Но выхода нет, другого, близкого по параметрам кондера больше нет. Придется ставить его. Вот что получилось:

Не знаю, соединена ли эта большая алюминиевая крышка конденсатора с плюсовым или минусовым контактом, поэтому просто поставил изоляцию из куска изоленты (надо было тестером прозвонить… хм…). В общем, окончательно плата выглядит следующим образом:

Собрал все в кучу, включил. Все заработало. Оказывается, смерть пациента была клинической, а не полной. Very very best!!! Поездка за новым монитором откладывается на неопределенный срок.

Вот она — причина поломки!

Ну, и напоследок видео с процессом ковыряния во внутренностях пациента.

Извините за сумбурную речь. С работы пришел, что то голова сразу не варит… 🙂

Кстати, я про трансформаторы говорил в видео — это про .

Всем привет!

Итак, в ремонт поступил жк (LCD ) монитор КТС 9005 L, китайского (вероятно) производства.

Неисправность была банальна - монитор не включался , индикатор дежурного режима моргал зелёным цветом. Моргал хаотично, без какого-либо определённого промежутка.

Так как данный монитор питался от независимого источника (блок питания 12В 4А), то первое, что я предпринял, это замерил выходное напряжение данного блока питания, которое вместо положенных 12В, было около 6В.

Ну вот и причина неработоспособности жк монитора , подумал я и принялся «вскрывать» блок питания , для выяснения причин такого поведения источника.

После «вскрытия» были обнаружены неисправные конденсаторы на выходе - 1000 и 470 мкф 16В и 100 мкф 25В, которые благополучно были заменены.

После проделанной процедуры, блок питания заработал в нормальном режиме и стал выдавать положенные 12В.

Затем я подключил исправный источник питания к монитору и, с надеждой на лучшее, включил монитор.

Но… в общем, надежды не оправдались и мне, всё-таки, пришлось открывать монитор для дальнейшей диагностики, что, собственно, я и проделал.

При визуальном осмотре ничего подозрительного обнаружено не было. После этого я замерил все напряжения, которые имеются в данном мониторе, а именно 12В, 5В и 1,8В. Напряжения были немного занижены, совсем чуть-чуть. Ну, раз такое дело, я решил проверить конденсаторы на входе 12В и принялся за это дело. Конденсаторы оказались неисправными, да ещё какими. Измеряя конденсаторы esr метром, обнаружилось, что прибор даже не определяет эти конденсаторы как конденсаторы. Затем я решил проверить и остальные электролиты в схеме и на плате инвертора. Каково же было моё удивление, после такой проверки… Оказалось, что буквально ВСЕ электролитические конденсаторы вышли из строя. Более того, эти элементы не определялись прибором как конденсаторы: либо не определялись вообще, либо определялись как другие элементы.

Такую неисправность я объяснил для себя следующим образом: данный монитор использовался с камерой видеонаблюдения и постоянно находился в рабочем состоянии. Если бы он выключался на время, то при выходе из строя пары-тройки электролитов при следующем включении монитор просто не включился бы. Но так как он постоянно был в рабочем режиме, то и отключился он только тогда, когда источник питания стал подавать меньшее напряжение.

Ну, в общем, всё! Ремонт жк монитора своими руками состоялся.

Если есть что рассказать или добавить, пишите комментарии.

И, просьба к вам, поделитесь статьёй в соц.сетях, воспользовавшись кнопками внизу страницы.

Если вы просто зарегистрируетесь на данном сайте, то будете узнавать о новых публикациях одними из первых.

Большинство современных LCD мониторов имеют достаточно простое построение, если рассматривать его на уровне чипов, т.е. в мониторе мы видим сейчас две или три крупных микросхемы. Функциональное назначение этих микросхем в большинстве случаев является типовым, несмотря на то, что выпускаются они разными производителями и имеют различную маркировку. А так как микросхемы выполняют одинаковые функции, то их входные/выходные сигналы будут практически идентичными, т.е. основное отличие микросхем заключается в их характеристиках и цоколевке корпуса. Именно поэтому к большинству современных LCD мониторов, невзирая на множество их торговых марок и множество различных моделей, можно применять одинаковые подходы при диагностике неисправностей и ремонте. Кроме идентичной функциональной схемы, почти все LCD мониторы имеют одну и ту же схему компоновки, т.е. практически все производители пришли к одинаковой схеме распределения электронных компонентов монитора по различным печатным платам.

Общая схема современного монитора

Современный LCD монитор, как правило, состоит из самой LCD-панели и 3 печатных платы (схема 1):

Схема 1 - Общая схема современного монитора

• основную плату управления и обработки сигналов (Main PCB )
• плату блока питания и инвертора задней подсветки (Power PCB )
• плату лицевой панели управления

Связи при такой компоновке монитора демонстрирует схема 2.

Схема 2 - Межблочные связи

Многие современные мониторы могут использоваться как USB-хаб, к которому могут подключаться различные USB устройства. Поэтому в составе монитора может появиться еще одна печатная плата, соответствующая USB-хабу, но наличие этой платы, естественно, является опциональным.

На основной плате управления располагаются микропроцессор монитора и скалер. Этой платой осуществляется обработка входных сигналов монитора и преобразование их в сигналы управления LCD-панелью. Именной этой платой во многом определяется качество изображения, воспроизводимого на экране монитора. Основное отличие моделей мониторов друг от друга заключается в конфигурации этой печатной платы, в типе установленных на ней микросхем и в их "прошивке".

Плата лицевой панели управления представляет собой узкую печатную плату, на которой расположены только лишь кнопки и светодиод.

Плата питания монитора

Плата источников питания (в документации LG ее обозначают, как LIPS ), представляет собой комбинированный источник питания, который состоит из двух импульсных преобразователей: основного блока питания и инвертора задней подсветки. Этой платой формируются все основные напряжения, необходимые для работы и основной платы, и LCD-панели, а также формируется высоковольтное напряжение для ламп задней подсветки. Именно эта печатная плата дает наибольшее количество различных проблем и отказов LCD-мониторов.

Но существует и второй вариант компоновки, при котором кроме LCD-матрицы в мониторе имеется четыре печатные платы:

• основная плата управления и обработки сигналов (Main PCB )
• плата блока питания (Power PCB )
• плата инвертора задней подсветки (Back Light Inverter PCB )
• плата лицевой панели управления

В данном варианте компоновки блок питания и инвертор задней подсветки представляют собой отдельные печатные платы (схема 3).

Схема 3 - Основные платы монитора

Межблочные связи, характерные для такой компоновки монитора, представлены на схеме 4. В качестве примера здесь можно представить мониторы LG FLATRON L1810B и L1811B.

Схема 4 - Межблочные связи

Прежде чем говорить о различных вариантах схемотехники LCD дисплеев, дадим краткие характеристики основным компонентам, из которых они состоят.

Микропроцессор

Микропроцессором, который в различных источниках может обозначаться как CPU, MCU и MICOM , осуществляется общее управление монитором. Основными его функциями являются:

• формирование сигналов для включения и выключения задней подсветки
• управление яркостью ламп задней подсветки
• настройка режима работы скалера
• формирование сигналов управляющих работой скалера
• обработка и контроль входных синхросигналов HSYNC и VSYNC
• определение режима работы монитора
• определение типа входного интерфейса (D-SUB или DVI)
• обработка сигналов от лицевой панели управления

Управляющая программа микропроцессора, как правило, находится в его внутреннем ПЗУ, т.е. эта программ "прошита" в микропроцессоре. Однако часть управляющего кода, и особенно различные данные и переменные хранятся во внешней энергонезависимой памяти, которая представляет собой электрически перепрограммируемое ПЗУ – EEPROM. Микропроцессор имеет прямой доступ к микросхемам EEPROM.

Микропроцессор, как правило, является 8-разрядным и работает на тактовых частотах порядка 12 – 24 МГц. Микропроцессор, на самом деле, является однокристальным микроконтроллером, в составе которого, кроме CPU имеются еще:

• многоцелевые цифровые порты ввода/вывода с программируемыми функциями
• аналоговые входные порты и цифро-аналоговый преобразователь
• тактовый генератор
• ОЗУ и другие элементы

EEPROM

В энергонезависимой памяти, в первую очередь, хранятся данные о настройках монитора и заданные пользователем установки. Эти данные извлекаются из EEPROM в момент включения монитора и инициализации микропроцессора. При каждой настройке монитора и установке нового пользовательского значения какого-либо параметра изображения, эти новые значения переписываются в EEPROM, что позволяет их сохранить. В современных мониторах в качестве EEPROM , в основном, применяются микросхемы с последовательным доступом по шине I2C (сигналы SDA и SCL ). Это микросхемы типа 24C02, 24C04, 24C08 и т.д.

DDC- EEPROM

Все современные мониторы поддерживают технологию Plug&Play, которая предполагает передачу от монитора в сторону ПК паспортной и конфигурационной информации о мониторе. Для передачи этих данных используется последовательный интерфейс DDC, которому на интерфейсе соответствую сигналы DDC-DATA (DDC-SDA) и DDC-CLK (DDC-SCL) . Сама паспортная информация хранится в еще одном EEPROM, который, практически, напрямую соединен с интерфейсным разъемом. В качестве EEPROM используются те же микросхемы 24C02, 24C04, 24C08 , а также может использоваться и более специализированная – 24C21 .

Формирователь RESET

Схема формирования сигнала RESET обеспечивает контроль питающего напряжения микропроцессора. Если это напряжение становится ниже допустимого значения, работа микропроцессора блокируется установкой сигнала REST в низкий уровень. В качестве формирователя сигнала чаще всего используется микросхема Low Drop стабилизатора, типа KIA7042 или KIA7045.

Микросхемой скалера осуществляется обработка сигналов, приходящих от ПК. Скалер в большинстве случаев представляет собой многофункциональную микросхему, в состав которой обычно входят:

• микропроцессор;
• ресивер (приемник) TMDS, которым обеспечивается прием и преобразование в параллельный вид данных, передаваемых по интерфейсу DVI;
• аналого-цифровой преобразователь – АЦП (ADC), которым осуществляется преобразование входных аналоговых сигналов R/G/B;
• блок ФАПЧ (PLL), который необходим для корректного аналого-цифрового преобразования и синхронного формирования сигналов на выходе АЦП;
• схема масштабирования (Scaler), которая обеспечивает преобразования изображения с входным разрешением (например, 1024х768) в изображение с разрешением LCD-панели (например, 1280х1024);
• формирователь OSD;
• трансмиттер (LVDS), который осуществляет преобразование параллельных данных о цвете в последовательный код, передаваемый на LCD-панель по шине LVDS.

Кроме этих основных элементов, в составе некоторых скалеров можно выделить еще схему гамма-коррекции, интерфейс для работы с динамической памятью, схему фрейм-граббера, схемы конвертации форматов (например, YUV в RGB) и т.п.

Фактически, скалер является микропроцессором, оптимизированным под выполнение вполне определенных задач – обработку изображения. Скалер настраивается на формат входных сигналов, получая соответствующие команды от центрального процессора монитора.

Если в составе монитора имеется фрейм-буфер (оперативная память), то работа с ним является функцией именно скалера. Для этого многие скалеры оснащаются интерфейсом для работы с динамической памятью.

Пример функциональной схемы скалера GM5020, используемого в мониторе LG FLATRON L1811B, представлен на схеме 5. Особенностью этого скалера является то, не содержит внутреннего LVDS-трансмиттера, и формирует сигналы цвета в виде параллельного 48-разрядного потока цифровых данных. При использовании скалера GM5020 требуется еще и внешний LVDS-трансмиттер, представляющий собой специализированную микросхему.

Схема 5 - Схема скалера

Фрейм-буфер

Фрейм-буфер – это оперативная память достаточно большой емкости, которая используется для сохранения образа изображения, выводимого на экран. Эта память требуется при преобразовании (масштабировании) изображения, т.е. когда входное разрешение не совпадает с разрешением LCD-панели. В качестве фрейм-буфера используется память динамического типа, чаще всего SDRAM. Емкость этой памяти определяет разработчиком, исходя из формата LCD-панели и ее цветовых характеристик.

DC-DC преобразователь

Этим модулем обеспечивается формирование всех постоянных напряжений, необходимых для работы монитора. Этими напряжениями являются: +5V, +3.3V, +2.5V или +1.8V. Преобразователи представляю собой либо линейные, либо импульсные преобразователи постоянного напряжения.

Буфер синхросигналов

Буфер синхросигналов, представляют собой усилители, выполненные либо на транзисторах, либо на микросхемах мелкой логики. Буфером обеспечивается усиление и буферизация входных сигналов синхронизации HSYNC и VSYNC . Часто буферы управляются микропроцессором, что позволяет выбрать источник сигнала, а также выбрать тип синхронизации (раздельная, композитная или SOG ).

Инвертор

Инвертор формирует высоковольтное и высокочастотное напряжение для ламп задней подсветки. Представляет собой импульсный высокочастотный преобразователь, который из напряжения +12V создает импульсное напряжение амплитудой около 800В .

Блок питания

Блоком питания из переменного напряжения сети формируются постоянные напряжения +12В и +5В, используемые для питания всех каскадов монитора. Блок питания является импульсным и может представлять собой как внешний сетевой адаптер, так и внутренний модуль монитора, хотя в мониторах, представленных в данном обзоре, блок питания является внутренним.

Подавляющее большинство LCD мониторов можно отнести к одному из 3-х базовых вариантов схемотехники, которые попытаемся охарактеризовать.

1) Первый вариант - Микросхемы микропроцессора и скалера

характеризуется наличием на MAIN BOARD двух основных микросхем: микросхемы микропроцессора и микросхемы скалера. Микропроцессором осуществляется общее управление компонентами монитора, а скалер осуществляет преобразование цветовых сигналов, т.е. осуществляет подстройку изображения под разрешение LCD-панели. При этом скалер обрабатывает данные "на лету", т.е. без предварительного сохранения образа изображения в промежуточной памяти. Поэтому микросхемы памяти в таком варианте схемотехники не используются. Блок-схема такого LCD-монитора демонстрируется на рис.6.

Схема 6 - Микросхемы микропроцессора и скалера

2) Второй вариант -

отличается от первого наличием в мониторе микросхем памяти, которые часто называют буфером фрейма (Frame Buffer). Наличие микросхем памяти характерно для мониторов более высокого класса, которые способны работать с изображениями различных входных форматов, в том числе и телевизионных. К этому классу мониторов в большей степени относятся 18-дюймовые мониторы, например FLATRON L1811B.

Схема 7 - Микросхемы микропроцессора, скалера и памяти

3) Третий вариант - Активная микросхема

Характеризуется наличием на основной плате MAIN BOARD всего одной "активной" микросхемы. Под термином" активная микросхема" мы подразумеваем микросхему, имеющую собственную систему команд, программируемую под выполнение различных функций и способную выполнять какую-либо обработку сигналов. В некоторых мониторах (например, в FLATRON L1730B и L1710S), мы видим всего одну такую микросхему, которая совмещает в себе и функции микропроцессора и функции скалера. Так как подобные микросхемы могут использоваться в различных моделях мониторов, и так как в составе микросхемы имеется микропроцессор, для работы которого требуется наличие управляющих кодов, то на плате MAIN BOARD мы найдем еще и микросхему постоянного запоминающего устройства – ПЗУ (ROM). Эта микросхема, которая чаще всего является 8-разрядным ПЗУ с параллельным доступом, содержит управляющую программу для работы комбинированной микросхемы скалера-микропроцессора. Часто микросхема ПЗУ является электрически перепрограммируемой, и поэтому ее часто обозначают, как FLASH. Практически во всех мониторах LG в качестве ПЗУ используются микросхема семейства AT49HF. Блок-схема мониторов с такой схемотехникой представлена на схеме 8.

Схема 8 - Активная микросхема

Дополнительный вариант - Скалер без встроенного LVDS-трансмиттера

Кроме этих трех вариантов построения монитора можно ввести и еще один вариант. Он отличается тем, что в мониторе используется такой скалер, который не имеет встроенного LVDS-трансмиттера. В этом случае трансмиттеру соответствует отдельная микросхема, которая устанавливается на основной плате между скалером и LCD-панелью. LVDS-трансмиттер осуществляет преобразование параллельного (24 или 48 разрядного) цифрового потока данных, сформированного скалером, в последовательные данные шины LVDS. LVDS-трансмиттер представляет собой микросхему общего применения, которая может использоваться в любых мониторах. Такая схемотехника, с внешним LVDS-трансмиттером, также характерна, в большей степени, для мониторов более высокого класса, т.к. в них применяются специализированные скалеры с меньшим количеством дополнительных функций. Пример блок-схемы монитора с подобной схемотехникой представлен на схеме 9. В качестве примере монитора с таким построением, можно назвать модель LG FLATRON L1811B .

Схема 9 - Скалер без встроенного LVDS-трансмиттера

Здесь были рассмотрены лишь базовые варианты современной схемотехники, хотя во всем многообразии моделей и торговых марок LCD-мониторов можно встретить самые различные комбинации представленных блок-схем. В сводной таблице 1 отражены типы применяемых микросхем и особенности схемотехники наиболее массовых моделей мониторов LG.

Таблица 1 - Особенности схемотехники TFT мониторов компании LG

Выводы

Аналитический обзор данных, представленных в таблице 1, позволяет сделать несколько интересных выводов.

Во-первых , практически все, представленные в таблице 1 мониторы, имеют одинаковую схему компоновки, которая, кстати, характерна практически для всех современных мониторов, независимо от фирмы-производителя.

Во-вторых , LG в своих мониторах в качестве управляющего процессора использует, преимущественно, микроконтроллер MTV312 , разработанный фирмой MYSON TECHNOLOGY . Этот микроконтроллер в своей основе имеет известнейший микропроцессор 8051. Кроме того, в состав микроконтроллера входят ОЗУ, Flash-ПЗУ, АЦП, процессор синхронизации, цифровые порты и целый ряд других элементов.

В-третьих, необходимо отметить, что в некоторых моделях мониторов могут использоваться различные типы LCD-панелей. Так, например, под крышкой мониторов, продаваемых под торговой маркой FLATRON 1710B , можно встретить LCD-панели трех разных типов: LM170E01-A4, HT17E12-100, M170EN05V1 , и это является весьма распространенной практикой практически всех производителей мониторов. Но интересным является тот факт, что иногда фирма LG в своих мониторах использует панели других производителей, являясь при этом крупнейшим мировым их производителем. Принадлежность LCD-панели можно определить по ее маркировке, первые буквы которой и определяют производителя:

• LM – панели производства LG-PHILIPS
• HT – панели производства HITACHI
• M – панели производства AUO
• FLC – панели производства FUJITSU

Для того чтобы починить ЖК монитор своими руками, необходимо в первую очередь понимать, 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 любого прибора заключается в наличии принципиальной схемы конкретного аппарата. Но на самом деле, это ошибочное мнение и принципиальная схема нужна не всегда.

Итак, вскроем крышку первого попавшегося под руку ЖК монитора и на практике разберёмся в его устройстве.

ЖК монитор. Основные функциональные блоки.

Жидкокристаллический монитор состоит из нескольких функциональных блоков, а именно:

ЖК-панель

Жидкокристаллическая панель представляет собой завершённое устройство. Сборкой ЖК-панели, как правило, занимается конкретный производитель, который кроме самой жидкокристаллической матрицы встраивает в ЖК-панель люминесцентные лампы подсветки, матовое стекло, поляризационные цветовые фильтры и электронную плату дешифраторов, формирующих из цифровых сигналов RGB напряжения для управления затворами тонкоплёночных транзисторов (TFT).

Рассмотрим состав ЖК-панели компьютерного монитора ACER AL1716 . ЖК-панель является завершённым функциональным устройством и, как правило, при ремонте разбирать её не надо, за исключением замены вышедших из строя ламп подсветки.

Маркировка ЖК-панели: CHUNGHWA CLAA170EA

На тыльной стороне ЖК-панели расположена довольно большая печатная плата, к которой от основной платы управления подключен многоконтактный шлейф. Сама печатная плата скрыта под металлической планкой.

На печатной плате установлена многовыводная микросхема NT7168F-00010. Данная микросхема подключается к TFT матрице и участвует в формировании изображения на дисплее. От микросхемы NT7168F-00010 отходит множество выводов, которые сформированы в десять шлейфов под обозначением S1-S10. Эти шлейфы довольно тонкие и на вид как бы приклеены к печатной плате, на которой находиться микросхема NT7168F.

Плата управления

Плату управления по-другому называют основной платой (Main board ). На основной плате размещены два микропроцессора. Один из них управляющий 8-битный микроконтроллер SM5964 с ядром типа 8052 и 64 кбайт программируемой Flash-памяти.

Микропроцессор SM5964 выполняет довольно небольшое число функций. К нему подключена кнопочная панель и индикатор работы монитора. Этот процессор управляет включением/выключением монитора, запуском инвертора ламп подсветки. Для сохранения пользовательских настроек к микроконтроллеру по шине I 2 C подключена микросхема памяти. Обычно, это восьмивыводные микросхемы энергонезависимой памяти серии 24LCxx .

Вторым микропроцессором на плате управления является так называемый мониторный скалер (контроллер ЖКИ) TSU16AK . Задач у данной микросхемы много. Она выполняет большинство функций, связанных с преобразованием и обработкой аналогового видеосигнала и подготовке его к подаче на панель ЖКИ.

В отношении жидкокристаллического монитора нужно понимать, что это по своей сути цифровое устройство, в котором всё управление пикселями ЖК-дисплея происходит в цифровом виде. Сигнал, приходящий с видеокарты компьютера является аналоговым и для его корректного отображения на ЖК матрице необходимо произвести множество преобразований. Для этого и предназначен графический контроллер, а по-другому мониторный скалер или контроллер ЖКИ.

В задачи контроллера ЖКИ входят такие как пересчёт (масштабирование) изображения для различных разрешений, формирование экранного меню OSD, обработка аналоговых сигналов RGB и синхроимпульсов. В контроллере аналоговые сигналы RGB преобразуются в цифровые посредством 3-х канальных 8-битных АЦП, которые работают на частоте 80 МГц.

Мониторный скалер TSU16AK взаимодействует с управляющим микроконтроллером SM5964 по цифровой шине. Для работы ЖК-панели графический контроллер формирует сигналы синхронизации, тактовой частоты и сигналы инициализации матрицы.

Микроконтроллер TSU16AK через шлейф связан с микросхемой NT7168F-00010 на плате ЖК-панели.

При неисправностях графического контроллера у монитора, как правило появляются дефекты, связанные с правильным отображением картинки на дисплее (на экране могут появляться полосы и т.п). В некоторых случаях дефект можно устранить пропайкой выводов скалера. Особенно это актуально для мониторов, которые работают круглосуточно в жёстких условиях.

При длительной работе происходит нагрев, что плохо сказывается на качестве пайки. Это может привести к неисправностям. Дефекты, связанные с качеством пайки нередки и встречаются и у других аппаратов, например, DVD плееров. Причиной неисправности служит деградация либо некачественная пайка многовыводных планарных микросхем.

Блок питания и инвертор ламп подсветки

Наиболее интересным в плане изучения является блок питания монитора, так как назначение элементов и схемотехника легче в понимании. Кроме того, по статистике неисправности блоков питания, особенно импульсных, занимают лидирующие позиции среди всех остальных. Поэтому практические знания устройства, элементной базы и схемотехники блоков питания непременно будут полезны в практике ремонта радиоаппаратуры.

Блок питания ЖК монитора состоит из двух. Первый – это AC/DC адаптер или по-другому сетевой импульсный блок питания (импульсник). Второй – DC/AC инвертор . По сути это два преобразователя. 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 вольт.

Инвертор DC/AC наоборот преобразует постоянное напряжение (DC) в переменное (AC) величиной около 600 — 700 В и частотой около 50 кГц. Переменное напряжение подаётся на электроды люминесцентных ламп, встроенных в ЖК-панель.

Вначале рассмотрим AC/DC адаптер. Большинство импульсных блоков питания строится на базе специализированных микросхем контроллеров (за исключением дешёвых зарядников для мобильного, например).

Так в блоке питания ЖК монитора Acer AL1716 применена микросхема TOP245Y . Документацию (datasheet) по данной микросхеме легко найти из открытых источников.

В документации на микросхему TOP245Y можно найти типовые примеры принципиальных схем блоков питания. Это можно использовать при ремонте блоков питания ЖК мониторов, так как схемы во многом соответствуют типовым, которые указаны в описании микросхемы.

Вот несколько примеров принципиальных схем блоков питания на базе микросхем серии TOP242-249.

В следующей схеме применены сдвоенные диоды с барьером Шоттки (MBR20100). Аналогичные диодные сборки (SRF5-04) применены в рассматриваемом нами блоке монитора Acer AL1716.

Заметим, что приведённые принципиальные схемы являются примерами. Реальные схемы импульсных блоков могут несколько отличаться.

Микросхема TOP245Y представляет собой законченный функциональный прибор, в корпусе которого имеется ШИМ – контроллер и мощный полевой транзистор, который переключается с огромной частотой от десятков до сотен килогерц. Отсюда и название — импульсный блок питания.

Схема работы импульсного блока питания сводится к следующему:

Выпрямление переменного сетевого напряжения 220В.

Эту операцию выполняет диодный мост и фильтрующий конденсатор. После выпрямления на конденсаторе напряжение чуть больше чем сетевое. На фото показан диодный мост, а рядом фильтрующий электролитический конденсатор (82 мкФ 450 В) – синий бочонок.

Преобразование напряжения и его понижение с помощью трансформатора.

Коммутация с частотой в несколько десятков – сотен килогерц постоянного напряжения (>220 B) через обмотку высокочастотного импульсного трансформатора. Эту операцию выполняет микросхема TOP245Y. Импульсный трансформатор выполняет ту же роль, что и трансформатор в обычных сетевых адаптерах, за одним исключением. Работает он на более высоких частотах, во много раз больше, чем 50 герц.

Поэтому для изготовления его обмоток требуется меньшее число витков, а, следовательно, и меди. Но необходим сердечник из феррита, а не из трансформаторной стали как у трансформаторов на 50 герц. Те, кто не знает, что такое трансформатор и зачем он применяется, сперва ознакомьтесь со статьёй про трансформатор.

В результате трансформатор получается очень компактным. Также стоит отметить, что импульсные блоки питания очень экономичны, у них высокий КПД.

Выпрямление пониженного трансформатором переменного напряжения.

Эту функцию выполняют мощные выпрямительные диоды. В данном случае применены 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 используются для выпрямления больших напряжений (20 – 50 вольт). Это нужно учитывать при замене дефектных диодов.

У диодов Шоттки есть некоторые особенности, которые нужно знать. Во-первых, эти диоды имеют малую ёмкость перехода и способны быстро переключаться – переходить из открытого состояния в закрытое. Это свойство и используется для работы на высоких частотах. Диоды Шоттки имеют малое падения напряжения около 0,2-0,4 вольт, против 0,6 – 0,7 вольт у обычных диодов. Это свойство повышает их КПД.

Есть у диодов с барьером Шоттки и нежелательные свойства, которые затрудняют их более широкое использование в электронике. Они очень чувствительны к превышению обратного напряжения. При превышении обратного напряжения диод Шоттки необратимо выходит из строя.

Обычный же диод переходит в режим обратимого пробоя и может восстановиться после превышения допустимого значения обратного напряжения. Именно это обстоятельство и является ахиллесовой пятой, которое служит причиной выгорания диодов Шоттки в выпрямительных цепях всевозможных импульсных блоках питания. Это стоит учитывать в проведении диагностики и ремонте.

Для устранения опасных для диодов Шоттки всплесков напряжения, образующихся в обмотках трансформатора на фронтах импульсов, применяются так называемые демпфирующие цепи. На схеме обозначена как R15C14 (см.рис.1).

При анализе схемотехники блока питания ЖК монитора Acer AL1716 на печатной плате также обнаружены демпфирующие цепи, состоящие из smd резистора номиналом 10 Ом (R802, R806) и конденсатора (C802, C811). Они защищают диоды Шоттки (D803, D805).

Также стоит отметить, что диоды Шоттки используются в низковольтных цепях с обратным напряжением, ограниченным единицами – несколькими десятками вольт. Поэтому, если требуется получение напряжения в несколько десятков вольт (20-50), то применяются диоды на основе p-n перехода. Это можно заметить, если просмотреть datasheet на микросхему TOP245, где приводятся несколько типовых схем блоков питания с разными выходными напряжениями (3,3 B; 5 В; 12 В; 19 В; 48 В).

Диоды Шоттки чувствительны к перегреву. В связи с этим их, как правило, устанавливают на алюминиевый радиатор для отвода тепла.

Отличить диод на основе p-n перехода от диода на барьере Шоттки можно по условному графическому обозначению на схеме.

Условное обозначение диода с барьером Шоттки.

После выпрямительных диодов ставятся электролитические конденсаторы, служащие для сглаживания пульсаций напряжения. Далее с помощью полученных напряжений 12 В; 5 В; 3,3 В запитываются все блоки LCD монитора.

Инвертор DC/AC

По своему назначению инвертор схож с электронными пуско-регулирующими аппаратами (ЭПРА), которые нашли широкое применение в осветительной технике для питания бытовых осветительных люминесцентных ламп. Но, между ЭПРА и инвертором ЖК монитора есть существенные различия.

Инвертор ЖК монитора, как правило, построен на специализированной микросхеме, что расширяет набор функций и повышает надёжность. Так, например, инвертор ламп подсветки ЖК монитора Acer AL1716 построен на базе ШИМ контроллера OZ9910G . Микросхема контроллера смонтирована на печатной плате планарным монтажом.

Инвертор преобразует постоянное напряжение, значение которого составляет 12 вольт (зависит от схемотехники) в переменное 600-700 вольт и частотой 50 кГц.

Контроллер инвертора способен изменять яркость люминесцентных ламп. Сигналы для изменения яркости ламп поступают от контроллера ЖКИ. К микросхеме-контроллеру подключены полевые транзисторы или их сборки. В данном случае к контроллеру OZ9910G подключены две сборки комплементарных полевых транзисторов AP4501SD (На корпусе микросхемы указано только 4501S).

Также на плате блока питания установлено два высокочастотных трансформатора, служащих для повышения переменного напряжения и подачи его на электроды люминесцентных ламп. Кроме основных элементов, на плате установлены всевозможные радиоэлементы, служащие для защиты от короткого замыкания и неисправности ламп.

Информацию по ремонту ЖК мониторов можно найти в специализированных журналах по ремонту. Так, например, в журнале “Ремонт и сервис электронной техники” №1 2005 года (стр.35 – 40), подробно рассмотрено устройство и принципиальная схема LCD-монитора “Rover Scan Optima 153”.

Среди неисправностей мониторов довольно часто встречаются такие, которые легко устранить своими руками за несколько минут. Например, уже упомянутый ЖК монитор Acer AL1716 пришёл на стол ремонта по причине нарушения контакта вывода розетки для подключения сетевого шнура. В результате монитор самопроизвольно выключался.

После разборки ЖК монитора было обнаружено, что на месте плохого контакта образовывалась мощная искра, следы которой легко обнаружить на печатной плате блока питания. Мощная искра образовывалась ещё и потому, что в момент контакта заряжается электролитический конденсатор в фильтре выпрямителя. Причина неисправности — деградация пайки.

Деградация пайки, вызвавщая неисправность монитора

Также стоит заметить, что порой причиной неисправности может служить пробой диодов выпрямительного диодного моста.

Перед тем, как взяться за ремонт вдруг неработающего монитора, сначала неплохо бы разобраться - из чего состоит ЖК-монитор.

В ЖК-мониторе можно выделить основные блоки:

• блок питания
• блок инвертора
• блок управления и формирования изображения
• блок кнопок
• матрица

Блок питания

Предназначен для формирования стабильных напряжений (+12 V, +3 V или +5 V). Как правило, этот блок ломается чаще всего из-за конденсаторов.
Конденсаторы теряют свою емкость и вздуваются. Из-за этого напряжения становятся нестабильными. В тот момент, когда включается монитор, срабатывает защита, либо не хватает напряжения для запуска.
Неисправные конденсаторы почти всегда вздутые и их сразу видно при визуальном осмотре. Но при замене конденсаторов, рекомендую менять сразу все. Иногда конденсаторы не вздуваются, но теряют свою емкость.
Неисправные конденсаторы - не единственная неисправность блока питания. Но другие неисправности очень редкие и мне лично еще не встречались.

Неисправности блока питания могут выражаться:
1. Монитор не реагирует на кнопку включения
2. Монитор загорается на несколько секунд и тухнет
3. Вместе с этими проявлениями слышен свист

С подробной разборкой монитора и ремонтом блока питания Вы можете ознакомиться на примере ЖК-монитора Samsung SyngMaster 940BF

Блок инвертора

Отвечает за лампы подсветки. Как правило, инвертор ламп имеет два канала по две лампы. Редко один или четыре. На фото 1 отведены в красные кружки.

Инвертор в 90% случаях запитан через предохранитель в виде резистора или катушки. Несмотря на многообразие мониторов принцип у них один и тот же: постоянное напряжение преобразуется в переменное посредством генератора и транзисторов (конкретные схемные решения зависят от конкретной модели монитора), и подается на повышающий трансформатор. С трансформатора напряжение поступает на лампы, а так же напряжение через согласующие цепи в качестве сигнала нормальной работы инверторов и ламп матрицы подается на микросхему защиты.
Ремонт блока инвертора зависит от модели монитора. Часть мониторов имеют инвертор, основанный на биполярных транзисторах типа 2SC5707. В этих инверторах обычно горит один из каналов, а не оба канала. Принцип поиска сводится к прозвонке транзисторов (в каждом канале стоит один полевой транзистор, который тоже иногда сгорает, и два транзистора 2SC5707). Почти всегда транзисторы сгорают из-за непропайки или отвалившихся высоковольтных конденсаторов на 0,22 мкФ или повышающих трансформаторов, которые расположены рядом с транзисторами. Реже выход из строя транзисторов связан со старением. Менять же советую оба транзистора 2SC5707, даже если сгорел только один. Это связано с тем, что во время работы монитора оба транзистора изменили свои параметры и при замене только одного сгоревшего транзистора канала, его параметры будут сильно отличаться от уже стоящего (не замененного) транзистора. А это значит, что оба транзистора будут испытывать значительные перегрузки, в итоге чего сгорит старый транзистор.

Неисправности инвертора ламп могут выражаться в следующем:
1. Подсветка монитора включается на несколько секунд и гаснет
2. Монитор включается, но нет подсветки вовсе. В этом случае, если посветить небольшим фонариком на монитор, то можно увидеть изображение. Таким образом, монитор работает - не работает подсветка.