Запис #16 "Перед тим, як викинути LCD монітор на смітник, або відключення захисту інвертора."

Додано: 2015-11-15 21:37:04 'admin

Замість вступу

Так не давно потрапив до мене старенький LCD монітор Samsung SyncMaster 720n. Славу ці монітори у свій час завоювали завдяки свому управлінню. А саме за рахунок резистивного управління:

 

Справа в тому, що кожному входу процесора відповідає дві кнопки а вибірковість відбувається за рахунок опорів, що обмежують напругу опитування клавіатури. І тому якщо, наприклад, відбулось засмічення кнопки "Power" і збільшився її опір - процесор розпізнає натискання на неї як натискання на сусідню кнопку "Auto" і тому замість включення або виключення монітора буде відбуватись автопідстройка. Це дуже бісить, якщо чесно.. От мені попався монітор уже із зламаними кнопками. Довели свого хазяїна..

Та все б нічого, якби монітор не перестав взагалі вмикатись. Точніше він вмикається, на 2-3 сек. і вимикається та ще й ці кнопки.. Вердикт був рішучий - смітник. Але в огляді того, що зараз купити на заміну навіть найдешевший монітор - це значний удар по сімейному бюджету, було прийнято рішення спробувати перед смітником оживити тваринку.

Тема короткочасного включення LCD із подальшим його виключенням вже дуже розжована в мережі. Це відбувається за рахунок так званого захисту інвертора. Інвертор - це перетворювач напруги, який видає змінну напругу порядка 500-700 вольт частотою 50-70кГц для живлення CCFL-ламп. І якщо в моніторі відбуваються якісь процеси, що можуть спричинити подальше його пошкодження або створюють небезпеку навколишньому серидовищу - спрацьовує захист, який вимикає цю напругу. Тому екран гасне.

Насправді причин такої поведінки захисту може бути багато. Починаючи від просадки ламп закінчуючи пошкодженням ізоляції струмопроводячих провідників, що можуть вразити людину. 

В даному записі спробую розкрити принцип роботи інвертора. Можливі шляхи відключення захисту та виявлення пошкоджень, що спричиняють його спрацюванню.

Теорія

ПОПЕРЕДЖЕННЯ! Запис створено для ознайомлення! Так як описані нижче дії пов'язан із високою напругою, що може бути небезпечною для життя, я НЕ рекомендую виконувати їх. А при їх виконанні ніякої відповідальності за ваші дії та їх наслідки не несу. Пам'ятайте про спеціалізовані точки сервісного обслуговування та користуйтесь ними.

В подальшому буду користуватись схемою від вказаного вище монітора. Але так як принцип роботи в загальному схожий, то цей випадок береться за основу для всіх LCD.

Як видно з схеми, для того щоб засвітити лампи необхідно зовсім не багато. А саме +5В, +14В, сигнал ON/OFF та сигнал BRIGHTNESS. При наявності цих сигналів (90% ці сигнали присутні) і при відсутності свічення ламп, несправність полягає в інверторі. В даному прикладі використовується 4-х канальний інвертор на 4 лампи. На кожну з ламп при правильній роботі інвертора повинно подаватись 500В із частотою 56кГц. Генератор виконаний на мікросхемі OZ9938Q, який має два виходи. Згенеровані сигнали (осц.2) подаються на вихідні транзистори-ключі AP9971GM в навантаженні в яких знаходяться підвищуючі імпульсні трансформатори. Первинні обмотки трансформаторів мають середню точку, яка підключається до +14В. З вторинних обмоток трансформаторів знімається напруга, яка подається на CCFL-лампи. Також з кожного виводу вторинних обмоток напруга знімається для аналізу через D602, D603, D608, D609. Сумарна напруга подається на 6 вивід контролера. Подільники на резиторах R508, R520 і R525, R526 через діоди D606, D610, D605 формують опорну напругу на виводі 7 для порівняння. І через D604 та D607 формується напруга струмового сигналу на 5 виводі контролера. 

Таким чином на контролер інвертора подається 3 контролюючі напруги.

Розгорнутий опис мікросхеми OZ9938Q.

Номер виводу Позначення Опис
1 DRV1 1-й вихід вихідного сигналу
2 VDDA  Живлення мікросхеми
3 TIMER Конденсатор, який визначає час помилки
4 DIM  Вхід регулювання яскравості
5 ISEN Вхід зворотнього сигналу струму
6 VSEN  Вхід зворотнього сигналу напруги
7 OVPT Вхід зворотнього сигналу опорної напруги для захисту по струму та напрузі
8 NC Не використовується
9 NC Не використовується
10 ENA Вхід включення інвертора. Логічний.
11 LCT Підключення конденсатора для визначення частоти внутрішнього ШИМ генератора яскравості. А також визначає вхід для аналогового регулювання яскравості.
12 SSTCMP Конденсатор м'якого старту інвертора.
13 CT Вхід RC-кола, що визначає робочу частоту та частоту підпалу ламп. 
14 GNDA Вхід загального проводу холодної частини схеми.
15 DRV2 2-й вихід вихідного сигналу 
16 PGND Вхід загального проводу силової частини схеми.

При подачі живлення на інвертор на виходах мікросхеми 1 та 15 буде відсутній будь-який сигнал, поки на 10 вивід не буде подана напруга +5В.
При появі +5В на 10 виводі відбувається процес м'якого старту інвертора. Це означає, що на виході інвертора максимальна потужність з'являється не одразу, а поступово. Час, за який інвертор набире максимальної потужності визначається конденатором на виводі 12 (С611). 
За час, який визначається RC-колом на виводі 3 (R513, C515), відбувається підпал ламп. При цьому частота інвертора визначається формулою (fst =((3812/ RCT [K ] + 26) / (4 *CCT[pF])) X1000 [KHz]).
Після запалу ламп визначається напруга на контаті 5. Якщо ця напруга нижча за 0,7В відбувається відключення інвертора. Це відбувається в наслідок обриву, втрат ламп або при будь-яких інших причинах відсутності споживчого струму на лампах.(Перша причина згасання LCD). Якщо напруга перевищує 0,7В - відбувається запуск інвертора в штатному режимі, при якому частота визначається формулою (fop = ((9.53 x105)/(RCT [K ]*CCT[pF]))[KHz]).
Якщо присутні інші пошкодження CCFL-ламп або їх живлення, то на контакті 12 відбувається різке збільшення напруги. 
При досягненні на 12 контакті напруги 2,5В та більше, підключається конденсатор таймера відключення C515 через резистор R513. 
При досягненні на конденсаторі напруги в +3В відбувається відключення інвертора. (Друга причина згасання LCD).
Під час роботи інвертора відбувається постійне порівняння (контроль) напруг, що відповідають за захист по напрузі та струму, які були описані вище. А саме порівнюються напруги між 6 та 7 виводами. І якщо напруга на виводі 6 буде більша за опорну напругу на виводі 7 - відбувається процес відімкнення аналогічний тому, що описаний вище. Тобто участь приймає знову ж таки таймер.(Третя причина згасання LCD).

Відключення захисту.

Отже. Для визначення пошкодження необхідно контролювати всі процеси, що відбуваються під час запуску інвертора та при його роботі. Дуже часто буває, що проконтролювати всі процеси просто неможливо. Тому потрібно відключати захист. З описаного вище стає зрозуміло, що для запобігання відімкнення необхідно завадити підйому напруги на конденсаторі таймера до +3В(вивід 3). Для цього паралельно конденссатору підпаюється ресистор на 10к. Таким чином напруга на 3 ніжці не буде перевищувати +2,5В і захист не спрацює. Не рекомендується просто коротити конденсатор. Так як відбудеться навантаження на ключовий транзистор у схемі захисту і можливий вихід із строю інвертора. Також слід пам'ятати, що зняття захисту призведе до розкачування інвертора до повної його потужності і якщо пошкодження на рівні корочення ключових транзисторів - також можливий вихід із строю як контроллера так і ключових транзисторів.

Визначення пошкодження. 

Першим, що я зробив, це переконався в тому, що спрацьовує захист. Для цього став пробником осфилографа на 3-ю ніжку контролера інвертора (осц. 1). Там побачив те, що очікував. Заряд конденсатора до +3В та різкий спад. При цьому лампи засвічувались рівномірно без інших посторонніх звуків. Елементи схеми не нагрівались, запаху горіння чи інших признаків різкого погіршення схеми я не бачив. Тому прийняв рішення про відключення схеми захисту. Для цього паралельно конденсатору C515 підпаяв опір на 10к. Захист знявся. Екран засвітився та не виключався. Через 5 сек. я сам вимкнув схему та перевірив знову всі елементи плати. Всі елементи були в нормі. Включив знову схему та провів візуальний огляд LCD. На екрані з'явилось зображення із рисками січення. Було зрозуміло, що десь прошиває висока напруга. Провів аналіз вихідних сигналів контролера (осц. 2). Після цього провів аналіз вихідних сигналів на каналах. Виявилось, що на першому каналі амплітуда сигналу значно завищена за інші (осц. 3). Також провів аналіз вихідних напруг інвертора (це небезпечна процедура. Може призвести до пошкодження вимірювальної апаратури!!!). І також констактував завищення амплітуди першого каналу (осц. 6). Це говорило тільки про одне - обрив навантаження на лапму 1-го каналу або її вихід із строю. При цьому за час вимірів я відчув в повітрі запах озону, що означало витік високої напруги на корпусні частини. При огляді LCD я виявив деформацію пастмасового корпусу верхнього правого кута екрану. Під ним був обірваний провід, що вів до лампи: 
 

необхідно було добратись до контактів лампи, щоб підпаяти провід. Для цього треба акуратно зняти металічну рамку та матрицю. Після цього стає доступним пластмасовий копус, який можна підняти і добратись до контактів ламп.

 

Акуратно, зачистивши провідник , місце посадки від обгорівших залишків та змазавши контакт лапми флюсом, це все було припаяно на своє місце. Після чого екран був зібраний у зворотній послідовності. 

Після зняв резистор з конденсатора на виводі 3 (включив захист), зібрав це все діло і включив. Монітор запрацював без відключення.

Ага, забув. І ще поміняв кнопку "Power", щоб не бісила хазяїна ;). 

Осцилограми.

1. Час заряду конденсатора таймера та його розряд (спрацювання захисту. Пробник Х10 для зменшення внесенної ємкості пробника. При х1 ємкість більша і захист не спрацьовує.):

2. Сигнал на затворах ключових транзисторів:

3. Вихід ключового транзистора 1-й канал (подільник 10х)

4.Вихід ключового транзистора 2-й канал (подільник 10х)

5. 2-й, 3-й, 4-й канали. Аналогічні осилограми. Амплітуда значно нижча за 1-й канал.

6. 1-й канал. Живлення лампи. Осцилограма знімалась на подільнику 10х та через опір 1М. Зняття таких осцилограм небезпечне для вимірювальних приладів. Тому знімав на свій страх і ризик.

 

Використані матреріали:

http://www.remserv.ru/cgi/magazine/issue/138/tv/2754

http://monitor.espec.ws/files/oz9938_140.pdf

http://monitor.net.ru/forum/topic239071-160.html - можливі варіанти відключення захисту на різних контролерах

Коментарі: