Главная > Технологии > Источники питания для LCD и LED дисплеев. Мир периферийных устройств пк Измерение неравномерности яркости экрана

Источники питания для LCD и LED дисплеев. Мир периферийных устройств пк Измерение неравномерности яркости экрана

Материал предоставлен издательством Ремонт и Сервис

Общие положения

Сразу оговоримся, что статья имеет отношение к инверторам для CCFL ламп. В данное время, вместо CCFL подсветки активно используется LED подсветка, где лучшими считаются светодиоды марок LATWT470RELZK SBWVT120E PT30W45 V1 и другие.

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 и обеспечить эффективное управление яркостью. Купить инверторы для ЖК телевизоров и мониторов можно в интернет магазине Dalincom.

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/м 2 . 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

Лампы подсветки не включаются

Проверяют напряжение питания +12 В на выв. 2 U1. Если его нет, проверяют предохранитель F1, транзисторы Q1, Q2. Если неисправен предохранитель F1, перед его заменой проверяют транзисторы Q3, Q4, Q5 на корокое замыкание.

Затем проверяют сигнал ENB или ON/OFF (конт. 3 разъема CON1) - его отсутствие может быть связано с неисправностью главной платы монитора. Проверяют это следующим способом: подают управляющее напряжение 3…5 В на вход ON/OFF от незивисимого источника питания или через делитель от источника 12В. Если при этом лампы включаются, то неисправна главная плата, в противном случае- инвертор.

Если напряжения питания и сигнал включения есть, а лампы не светятся, то проводят внешний осмотр трансформатора РТ1, конденсаторов С10, С11 и разъемов подключения ламп CON2, CON3, потемневшие и оплавленные детали заменяют. Если в момент включения на выв. 11 трансформатора РТ1 на короткое время появляются импульсы напряжения (щуп осциллографа через делитель подключается заранее, до включения монитора), а лампы не светятся, то проверяют состояние контактов ламп и отсутствие на них механических повреждений. Лампы снимают из посадочных мест, предварительно открутив винт крепления их корпуса к корпусу матрицы, и, вместе с металлическим корпусом, в котором они установлены, равномерно и без перекосов вынимают. В некоторых моделях мониторов («Aсer AL1513» и BENQ) лампы имеют Г-образную форму и охватывают панель ЖКИ по периметру, и неосторожные действия при демонтаже могут их повредить. Если лампы повреждены или потемнели (что говорит о потере их свойств), их заменяют. Заменять лампы можно только на аналогичные по мощности и параметрам, в противном случае - либо инвертор не сможет их «поджечь», либо возникнет дуговой разряд, что быстро выведет лампы из строя.

Лампы включаются на короткое время (около 1 секунды) и тут же отключаются

В этом случае вероятнее всего срабатывает защита от короткого замыкания или перегрузки во вторичных цепях инвертора. Устраняют причины срабатывания защиты, проверяют исправность трансформатора РТ1, конденсаторов С10 и С11 и цепи обратной связи R17, R18, D3. Проверяют стабилитрон D2 и транзистор Q6, а также конденсатор С8 и делитель R8 R9. Если напряжение на выв. 5 менее 1 В, то заменяют конденсатор С7 (лучше - на танталовый). Если все перечисленные выше действия не дают результата, заменяют микросхему U1.

Отключение ламп также может быть связано со срывом генерации преобразователя. Для диагностики этой неисправности вместо ламп к разъемам CON2, CON3 подключают эквивалентную нагрузку - резистор номиналом 100 кОм и мощностью не менее 10 Вт. Последовательно с ним включают измерительный резистор номиналом 10 Ом. К нему подключают приборы и измеряют частоту колебаний, которая должна быть в пределах от 54 кГц (при максимальной яркости) до 46кГц (при минимальной яркости) и ток нагрузки от 6,8 до 7,8мА. Для контроля выходного напряжения подключают вольтметр между выв.11 трансформатора PT1 и выводом нагрузочного резистора. Если измеренные параметры не соответствуют номиналу, контролируют величину и стабильность напряжения питания на дросселе L1, а также проверяют транзисторы Q7, Q8, C9. Если при отключении правого (по схеме) диода сборки D3 от резистора R5 экран засвечивается, то неисправна одна из ламп. Даже с одной рабочей лампой яркости изображения бывает достаточно для комфортной работы оператора.

Экран периодически мигает и яркость нестабильна

Проверяют стабильность напряжения яркости (DIM) на конт. 4 разъема CОN1 и после резистора R3, отключив предварительно обратную связь (резистор R5). Если управляющее напряжение на разъеме нестабильно, то неисправна главная плата монитора (проверку проводят на всех доступных режимах работы монитора и по всему диапазону яркости). Если напряжение нестабильно на выв. 4 контроллера U1, то проверяют его режим по постоянному току в соответствии с табл. 1, при этом инвертор должен находиться в рабочем режиме. Неисправную микросхему заменяют.

Таблица 1

Проверяют стабильность и амплитуду колебаний собственного генератора пилообразных импульсов (выв.7), размах сигнала должен составлять от 0,7 до 1,3 В, а частота- около 300 кГц. Если напряжение не-стабильно - заменяют R6 или U1.

Нестабильность работы инвертора может быть связана со старением ламп или их повреждением (периодическое нарушение контакта между подводящими проводами и выводами ламп). Чтобы проверить это, как и в предыдущем случае, подключают эквивалент нагрузки. Если при этом инвертор работает стабильно, то необходимо заменить лампы.

Через некоторое время (от нескольких секунд до нескольких минут) изображение пропадает

Неправильно работает схема защиты. Проверяют и при необходимости заменяют конденсатор C7, подключенный к выв. 5 контроллера, контролируют режим по постоянному току контроллера U1 (см. предыдущую неисправность). Проверяют стабильность работы ламп, измеряя уровень пилообразных импульсов на выходе схемы обратной связи, на правом аноде D3 (размах около 5 В) при установке средней яркости (50 единиц). Если имеют место «выбросы» напряжения, проверяют исправность трансформатора и конденсаторов С9, С11. В заключение проверяют стабильность работы схемы ШИМ контроллера U1.

Инвертор типа DIVTL0144-D21 фирмы SAMPO

Принципиальная схема этого инвертора приведена на рис. 4. Он применяется для питания ламп подсветки 15-дюймовых матриц фирм SUNGWUN, SAMSUNG, LG-PHILIPS, HITACHI, которые используются в мониторах PROVIEW, AСER, BENQ, SAMSUNG, LG. Рабочее напряжение- 650 В при токе нагрузке 7,5 мА (при максимальной яркости) и 4,5мА - при минимальной. Стартовое напряжение («поджиг») составляет 1900 В, частота питающего напряжения ламп - 55 кГц (при средней яркости). Уровень сигнала регулировки яркости составляет от 0 (максимальная) до 5 В (минимальная). Время срабатывания защиты - 1…4 с.


Рис. 4.

В качестве контроллера и ШИМ используется микросхема U201 типа BA9741 фирмы ROHM (ее аналог TL1451). Она является двухканальным контроллером, но в данном случае используется только один канал.

При включении монитора в сеть напряжение +12 В поступает на выв.1-3 транзисторной сборки Q203 (исток полевого транзистора). При включении монитора сигнал запуска инвертора ON/OFF (+3 В) поступает с главной платы и открывает транзисторы Q201, Q202. Тем самым напряжение +12 В подается на выв. 9 контроллера U201. После этого начинает работать внутренний генератор пилообразного напряжения, частота которого определяется номиналами элементов R204 и C208, подключенных к выв. 1 и 2 микросхемы. На выв.10 микросхемы появляются импульсы ШИМ, которые поступают на затвор Q203 через усилитель на транзисторах Q205, Q207. На выв. 5-8 Q203 формируется постоянное напряжение, которое подается на автогенератор (на элементах Q209, Q210, PT201). Синусоидальное напряжение размахом 650 В и частотой 55 кГц (в момент «поджига» ламп оно достигает 1900 В) с выхода преобразователя через разъемы CN201, CN202 подается на лампы подсветки. На элементах D203, R220, R222 выполнена схема формирования сигнала защиты и «мягкого» старта. В момент включения ламп возрастает потребление энергии в первичной цепи инвертора и напряжение на выходе DC/DC преобразователя (Q203, Q205, Q207) растет, стабилитрон D203 начинает проводить ток, и часть напряжения с делителя R220 R222 поступает на выв.11 контроллера, повышая тем самым порог срабатывания схемы защиты на время запуска.

Стабильность и яркость свечения ламп, а также защита от короткого замыкания обеспечивается цепью обратной связи на элементах D209, D205, R234, D207, C221. Напряжение обратной связи поступает на выв. 14 микросхемы (прямой вход усилителя ошибки), а напряжение яркости с главной платы монитора (DIM) - на инверсный вход УО (выв. 13), определяя частоту импульсов ШИМ на выходе контроллера, а значит, и уровень выходного напряжения. При минимальной яркости (напряжение DIM равно 5 В) она составляет 50кГц, а при максимальной (напряжение DIM равно нулю) - 60 кГц.

Если напряжение обратной связи превышает 1,6 В (выв. 14 микросхемы U201), включается схема защиты. Если короткое замыкание в нагрузке длится менее 2 с (это время заряда конденсатора С207 от опорного напряжения +2,5 В - выв. 15 микросхемы), работоспособность инвертора восстанавливается, что обеспечивает надежный запуск ламп. При длительном коротком замыкании инвертор выключается.

Неисправности инвертора DIVTL0144-D21 и методы их устранения

Лампы не светятся

Проверяют наличие напряжения +12 В на выв. 1-3 Q203, исправность предохранителя F1 (установлен на главной плате монитора). Если предохранитель неисправен, то перед установкой нового проверяют на короткое замыкание транзисторы Q201, Q202, а также конденсаторы С201, С202, С225.

Проверяют наличие напряжения ON/OFF: при включении рабочего режима оно должно быть равно 3В, а при выключении или переходе в ждущий режим - нулю. Если управляющее напряжение отсутствует, проверяют главную плату (включением инвертора управляет микроконтроллер LCD-монитора). Если все вышеперечисленные напряжения в норме, а импульсов ШИМ на выв. 10 микросхемы V201 нет, проверяют стабилитроны D203 и D201, трансформатор РТ201 (можно определить визуальным осмотром по потемневшему или оплавленному корпусу), конденсаторы С215, С216 и транзисторы Q209, Q210. Если короткое замыкание отсутствует, то проверяют исправность и номинал конденсаторов С205 и С207. В случае, если перечисленные выше элементы исправны, заменяют контроллер U201. Отметим, что отсутствие свечения ламп подсветки может быть связано с их обрывом или механической поломкой.

Лампы на короткое время включаются и гаснут

Если засветка сохраняется в течение 2 с, то неисправна цепь обратной связи. Если при отключении от схемы элементов L201 и D207 на выв. 7 микросхемы U201 появляются импульсы ШИМ, то неисправна либо одна из ламп подсветки, либо цепь обратной связи. В этом случае проверяют стабилитрон D203, диоды D205, D209, D207, конденсаторы С221, С219, а также дроссель L202. Контролируют напряжение на выв. 13 и 14 U201. В рабочем режиме напряжение на этих выводах должно быть одинаковым (около 1 В - при средней яркости). Если напряжение на выв. 14 значительно ниже, чем на выв. 13, то проверяют диоды D205, D209 и лампы на обрыв. При резком увеличении напряжения на выв. 14 микросхемы U201 (выше уровня 1,6В) проверяют элементы PT1, L202, C215, C216. Если они исправны, заменяют микросхему U201. При ее замене на аналог (TL1451) проверяют пороговое напряжение на выв. 11 (1,6 В) и, при необходимости, подбирают номинал элементов С205, R222. Подбором номиналов элементов R204, С208 устанавливают частоту пилообразных импульсов: на выв. 2 микросхемы должно быть около 200 кГц.

Подсветка выключается через некоторое время (от нескольких секунд до нескольких минут) после включения монитора

Вначале проверяют конденсатор С207 и резистор R207. Затем проверяют исправность контактов инвертора и ламп подсветки, конденсаторов С215, С216 (заменой), трансформатора РТ201, транзисторов Q209, Q210. Контролируют пороговое напряжение на выв. 16 V201 (2,5В), если оно занижено или отсутствует, заменяют микросхему. Если напряжение на выв. 12 выше 1,6В, проверяют конденсатор С208, в противном случае также заменяют U201.

Яркость самопроизвольно меняется (мигает) во всем диапазоне или на отдельных режимах работы монитора

Если неисправность проявляется только в некоторых режимах разрешения и в определенном диапазоне изменения яркости, то неисправность связана с главной платой монитора (память или контроллер LCD). Если яркость самопроизвольно меняется во всех режимах, то неисправен инвертор. Проверяют напряжение регулировки яркости (на выв. 13 U201 - 1,3 В (при средней яркости), но не выше 1,6 В). В случае, если напряжение на контакте DIM стабильно, а на выв. 13 - нет, заменяют микросхему U201. Если напряжение на выв. 14 нестабильно или занижено (менее 0,3 В при минимальной яркости), то вместо ламп подключают эквивалент нагрузки- резистор номиналом 80кОм. При сохранении дефекта заменяют микросхему U201. Если эта замена не помогла, заменяют лампы, а также проверяют исправность их контактов. Измеряют напряжение на выв.12 микросхемы U201, в рабочем режиме оно должно быть порядка 1,5В. Если оно ниже этого предела, проверяют элементы С209, R208.

Примечание. В инверторах других производителей (EMAX, TDK), выполненных по аналогичной схеме, но в которой используются другие компоненты (за исключением контроллера), вместо SI443 -> D9435, 2SС5706 -> 2SD2190, напряжение на выводах микросхемы U201 может изменяться в пределах ±0,3 В.

Этот инвертор (его принципиальная схема показана на рис. 5) применяется в 17-дюймовых мониторах AСER, ROVER SCAN с матрицами SAMSUNG, а его упрощенный вариант (рис. 6 ) - в 15-дюймовых мониторах LG с матрицей LG-PHILIPS. Схема реализована на основе 2-канального ШИМ контроллера фирмы OZ960 O2MICRO с 4-мя выходами управляющих сигналов. В качестве силовых ключей применяются транзисторные сборки типа FDS4435 (два полевых транзистора c p-каналом) и FDS4410 (два полевых транзистора с n-каналом). Схема позволяет подключить 4 лампы, что обеспечивает повышенную яркость подсветки LCD-панели.


Рис. 5

Инвертор обладает следующими характеристиками:

–напряжение питания - 12 В;

–номинальный ток в нагрузке каждого канала - 8 мА;

–частота выходного напряжения- от 30 кГц (при минимальной яркости) до 60 кГц (при максимальной яркости). Максимальная яркость свечения экрана с этим инвертором - 350 кд/м 2 ;

–время срабатывания защиты - 1…2 с.

При включении монитора на разъем инвертора поступают напряжения +12 В - для питания ключей Q904-Q908 и +6 В - для питания контроллера U901 (в варианте для монитора LG это напряжение формируется из напряжения +12 В, см. схему на рис. 6). При этом инвертор находится в дежурном режиме. Напряжение включения контроллера ENV поступает на выв. 3 микросхемы от микроконтроллера главной платы монитора. Контроллер ШИМ имеет два одинаковых выхода для питания двух каналов инвертора: выв. 11, 12 и выв. 19, 20 (рис. 5 и 6). Частота работы генератора и ШИМ определяются номиналами резистора R908 и конденсатора С912, подключенных к выв. 17 и 18 микросхемы (рис. 5 ). Резисторный делитель R908 R909 определяет начальный порог генератора пилообразного напряжения (0,3 В). На конденсаторе С906 (выв. 7 U901) формируется пороговое напряжение компаратора и схемы защиты, время срабатывания которой определяется номиналом конденсатора С902 (выв. 1). Напряжение защиты от короткого замыкания и перегрузки (при обрыве ламп подсветки) поступает на выв. 2 микросхемы. Контроллер U901 имеет встроенные схему мягкого запуска и внутренний стабилизатор. Запуск схемы мягкого запуска определяется напряжением на выв. 4 (5 В) контроллера.


Рис. 6

Преобразователь напряжения постоянного тока в высоковольтное напряжение питания ламп выполнен на двух парах транзисторных сборок р-типа FDS4435 и n-типа FDS4410 и запускается принудительно импульсами с ШИМ. В первичной обмотке трансформатора протекает пульсирующий ток, и на вторичных обмотках Т901 появляется напряжение питания ламп подсветки, подключенных к разъемам J904-J906. Для стабилизации выходных напряжений инвертора напряжение обратной связи подается через двухполупериодные выпрямители Q911-Q914 и интегрирующую цепь R938 C907 C908 и в виде пилообразных импульсов поступает на выв. 9 контроллера U901. При обрыве одной из ламп подсветки возрастает ток через делитель R930 R932 или R931 R933,а затем выпрямленное напряжение поступает на выв. 2 контроллера, превышая установленный порог. Тем самым формирование импульсов ШИМ на выв. 11, 12 и 19, 20 U901 блокируется. При коротком замыкании в контурах С933 С934 Т901 (обмотка 5-4) и С930 С931 Т901 (обмотка 1-8) возникают „всплески» напряжения, которые выпрямляются Q907-Q910 и также поступают на выв. 2 контроллера- в этом случае срабатывает защита и инвертор выключается. Если время короткого замыкания не превышает время заряда конденсатора С902, то инвертор продолжает работать в нормальном режиме.

Принципиальное отличие схем на рис. 5 и 6 в том, что в первом случае применяется более сложная схема мягкого старта (сигнал поступает на выв. 4 микросхемы) на транзисторах Q902, Q903. В схеме на рис. 6 она реализована на конденсаторе С10. В ней же используются сборки полевых транзисторов U2, U3 (р- и n-типа), что упрощает согласование их по мощности и обеспечивает высокую надежность в схемах с двумя лампами. В схеме на рис. 5 применяются полевые транзисторы Q904-Q907, включенные по мостовой схеме, что повышает выходную мощность схемы и надежность работы в режимах пуска и при больших токах.

Неисправности инвертора и способы их устранения

Лампы не включаются

Проверяют наличие напряжения питания +12 и +6 В на конт. Vinv, Vdd соединителя инвертора соответственно (рис. 5 ). При их отсутствии проверяют исправность главной платы монитора, сборок Q904, Q905, стабилитронов Q903-Q906 и конденсатора С901.

Проверяют поступление напряжения включения инвертора +5 В на конт. Ven при переводе монитора в рабочий режим. Проверить исправность инвертора можно с помощью внешнего источника питания, подав напряжение 5 В на выв. 3 микросхемы U901. Если при этом лампы включаются, то причина неисправности в главной плате. В противном случае проверяют элементы инвертора, а контролируют наличие сигналов ШИМ на выв. 11, 12 и 19, 20 U901 и, в случае их отсутствия, заменяют эту микросхему. Также проверяют исправность обмоток трансформатора Т901 на обрыв и короткое замыкание витков. При обнаружении короткого замыкания во вторичных цепях трансформатора в первую очередь проверяют исправность конденсаторов С931, С930, С933 и С934. Если эти конденсаторы исправны (можно просто отпаять их от схемы), а короткое замыкание имеет место, вскрывают место установки ламп и проверяют их контакты. Обгоревшие контакты восстанавливают.

Лампы подсветки вспыхивают на короткое время и тут же гаснут

Проверяют исправность всех ламп, а также их цепи соединения с разъемами J903-J906. Проверить исправность этой цепи можно, не разбирая блок ламп. Для этого отключают на короткое время цепи обратной связи, последовательно отпаивая диоды D911, D913. Если при этом вторая пара ламп включится - то неисправна одна из ламп первой пары. В противном случае неисправен контроллер ШИМ или повреждены все лампы. Проверить работоспособность инвертора также можно, используя вместо ламп эквивалентную нагрузку - резистор номиналом 100 кОм, включенный между конт. 1, 2 разъемов J903, J906. Если в этом случае инвертор не работает и импульсов ШИМ нет на выв. 19, 20 и 11, 12 U901, то проверяют уровень напряжения на выв. 9 и 10 микросхемы (1,24 и 1,33 В соответственно. При отсутствии указанных напряжений проверяют элементы С907, С908, D901 и R910. Перед заменой микросхемы контроллера проверяют номинал и исправность конденсаторов С902, С904 и С906.

Инвертор самопроизвольно выключается через некоторое время (от нескольких секунд до нескольких минут)

Проверяют напряжение на выв. 1 (около 0 В) и 2 (0,85 В) U901 в рабочем режиме, при необходимости меняют конденсатор С902. При значительном отличии напряжения на выв. 2 от номинального проверяют элементы в цепи защиты от короткого замыкания и перегрузки (D907-D910, C930-C935, R930-R933) и, если они исправны, заменяют микросхему контроллера. Проверяют соотношение напряжений на выв. 9 и 10 микросхемы: на выв. 9 напряжение должно быть ниже. Если это не так, проверяют емкостной делитель С907 С908 и элементы обратной связи D911-D914, R938.

Чаще всего причина подобной неисправности вызвана дефектом конденсатора C902.

Инвертор работает нестабильно, наблюдается мигание ламп подсветки

Проверяют работоспособность инвертора на всех режимах работы монитора и во всем диапазоне яркости. Если нестабильность наблюдается только в некоторых режимах, то неисправна главная плата монитора (схема формирования напряжения яркости). Как и в предыдущем случае включают эквивалентную нагрузку и в разрыв цепи устанавливают миллиамперметр. Если ток стабилен и равен 7,5 мА (при минимальной яркости) и 8,5 мА (при максимальной яркости), то неисправны лампы подсветки и их надо заменить. Также проверяют элементы вторичной цепи: Т901, С930-С934. Затем проверяют стабильность прямоугольных импульсов (средняя частота - 45 кГц) на выв. 11, 12 и 19, 20 микросхемы U901. Постоянная составляющая на них должна быть 2,7 В на Р-выходах и 2,5 В - на N-выходах). Проверяют стабильность пилообразного напряжения на выв. 17 микросхемы и при необходимости заменяют С912, R908.

Принципиальная схема инвертора SAMPO приведена на рис. 7. Он используется в 17-дюймовых мониторах SAMSUNG, AOC с матрицами SANYO, в мониторах „Proview SH 770» и „MAG HD772». Существует несколько модификаций этой схемы. Инвертор формирует выходное напряжение 810В при номинальном токе через каждую из четырех люминесцентных ламп (около 6,8мА). Стартовое выходное напряжение схемы - 1750В. Частота работы преобразователя при средней яркости - 57кГц, при этом достигается яркость экрана монитора до 300 кд/м 2 . Время срабатывания схемы защиты инвертора - от 0,4 до 1 с.


Рис. 7

Основой инвертора является микросхема TL1451AC (аналоги - ТI1451, BA9741). Микросхема имеет два канала управления, что позволяет реализовать схему питания четырех ламп. При включении монитора напряжение +12 В поступает на входы конверторов напряжения +12 В (истоки полевых транзисторов Q203, Q204). Напряжение регулировки яркости DIM поступает на выв. 4 и 13 микросхемы (инверсные входы усилителей ошибки). При поступлении от главной платы монитора напряжения включения, равного 3 В (конт. ON/OFF), открываются транзисторы Q201 и Q202 и на выв. 9 (VCC) микросхемы U201 подается напряжение +12 В. На выв. 7 и 10 появляются прямоугольные импульсы ШИМ, которые поступают на базы транзисторов Q205, Q207 (Q206, Q208), а с них - на Q203 (Q204). В результате на правых по схеме выводах дросселей L201 и L202 появляется напряжения, значение которых зависит от скважности ШИМ сигналов. Этими напряжениями питаются схемы автогенераторов, выполненных на транзисторах Q209, Q210 (Q211, Q212). На первичных обмотках 2-5 трансформаторов РТ201 и РТ202 соответственно появляется импульсное напряжение, частота которых определяется емкостью конденсаторов С213, С214, индуктивностью обмоток 2-5 трансформаторов РТ201, РТ202, а также уровнем питающего напряжения. При регулировке яркости меняется напряжение на выходах конверторов и, как следствие, частота генераторов. Амплитуда выходных импульсов инвертора определяется напряжением питания и состоянием нагрузки.

Автогенераторы выполнены по полумостовой схеме, которая обеспечивает защиту от больших токов в нагрузке и обрыве во вторичной цепи (отключении ламп, обрыве конденсаторов С215-С218). Основа схемы защиты находится в контроллере U201. Кроме того, в схему защиты входят элементы D203, R220, R222 (D204, R221, R223), а также цепь обратной связи D205 D207 R240 C221 (D206 D208 R241 C222). При повышении напряжения на выходе конвертора стабилитрон D203 (D204) пробивается и напряжение с делителя R220, R222 (R221, R223) поступает на вход схемы защиты от перегрузки контроллера U201 (выв. 6 и 11), повышая порог срабатывания защиты на время запуска ламп. Схемы обратной связи выпрямляют напряжение на выходе ламп и оно поступает на прямые входы усилителей ошибки контроллера (выв. 3, 13), где оно сравнивается с напряжением регулировки яркости. В результате изменяется частота импульсов ШИМ и яркость свечения ламп поддерживается на постоянном уровне. Если это напряжение превысит 1,6 В, то запустится схема защиты от короткого замыкания, которая сработает за время заряда конденсатора С207 (около 1 с). Если короткое замыкание длится меньше этого времени, то инвертор продолжит нормальную работу.

Неисправности инвертора фирмы SAMPO и способы их устранения

Инвертор не включается, лампы не светятся

Проверяют наличие напряжений +12В и активное состояние сигнала ON/OFF. При отсутствии +12В, проверяют его наличие на главной плате, а также исправность транзисторов Q201, Q202, Q205, Q207, Q206, Q208) и Q203, Q204. При отсутствии напряжения включения инвертора ONN/OFF, его подают от внешнего источника: +3…5В через резистор 1 кОм на базу транзистора Q201. Если при этом лампы включатся, то неисправность связана с формированием напряжения включения инвертора на главной плате. В противном случае проверяют напряжение на выв. 7 и 10 U201. Оно должно быть равно 3,8В. Если напряжение на этих выводах равно 12В, то неисправен контроллер U201 и его необходимо заменить. Проверяют опорное напряжение на выв. 16 U201 (2,5 В). Если оно равно нулю, проверяют конденсаторы С206, C205 и, если они исправны, заменяют контроллер U201.

Проверяют наличие генерации на выв. 1 (пилообразное напряжение размахом 1 В) и, в случае его отсутствия, конденсатор С208 и резистор R204.

Лампы загораются, но тут же гаснут (в течение промежутка времени менее 1 с)

Проверяют исправность стабилитронов D201, D202 и транзисторов Q209, Q210 (Q211, Q212). При этом неисправна может быть одна из пар транзисторов. Проверяют схему защиты от перегрузки и исправность стабилитронов D203, D204, а также номиналы резисторов R220, R222 (R221, R223) и конденсаторы С205, С206. Проверяют напряжение на выв. 6 (11) микросхемы контроллера (2,3 В). Если оно занижено или равно нулю, проверяют элементы С205, R222 (C206, R223). При отсутствии сигналов ШИМ на выв. 7 и 10 микросхемы U201 измеряют напряжение на выв. 3 (14). Оно должно быть на 0,1…0,2В больше, чем на выв. 4 (13), либо одинаковым. Если это условие не выполняется, проверяют элементы D206, D208, R241. При проведении указанных выше измерений лучше пользоваться осциллографом. Отключение инвертора может быть связано с обрывом или механическим повреждением одной из ламп. Для проверки этого предположения (чтобы не разбирать узел ламп) отключают напряжение +12В одного из каналов. Если при этом экран монитора начинает светиться, то неисправен отключенный канал. Проверяют также исправность трансформаторов РТ201, РТ202 и конденсаторов С215-С218.

Лампы самопроизвольно отключаются через некоторое время (от единиц секунд до минут)

Как и в предыдущих случаях, проверяют элементы схемы защиты: конденсаторы С205, С206, резисторы R222, R223, а также уровень напряжения на выв. 6 и 11 микросхемы U201. В большинстве случаев причина дефекта вызвана неисправностью конденсатора С207 (определяющем время срабатывания защиты) или контроллера U201. Измеряют напряжение на дросселях L201, L202. Если напряжение в течение рабочего цикла стабильно повышается, проверяют транзисторы Q209, Q210 (Q211, Q212) конденсаторы С213, С214 и стабилитроны D203, D204.

Экран периодически мигает и яркость подсветки экрана нестабильна

Проверяют исправность схемы обратной связи и работу усилителя ошибки контроллера U201. Измеряют напряжение на выв. 3, 4, 12, 13 микросхемы. Если напряжение на этих выводах ниже 0,7В, а на выв. 16 ниже 2,5В, то заменяют контроллер. Проверяют исправность элементов в цепи обратной связи: диоды D205, D207 и D206, D208. Подключают нагрузочные резисторы номиналом 120кОм к разъемам CON201-CON204, проверяют уровень и стабильность напряжений на выв. 14 (13), 3 (4), 6 (11). Если при подключенных нагрузочных резисторах инвертор работает стабильно, заменяют лампы подсветки.

Жидкокристаллические (LCD) индикаторы и дисплеи на основе светоизлучающих диодов (LED) могут работать от обычных источников питания. Однако это не является лучшим способом подачи питания. Ниже будут показаны варианты включения с использованием специализированных микросхем - регуляторов напряжения, которое выпускается фирмой MAXIM.

Использование цифрового потенциометра для регулирования светодиодной подсветки

Выпускаемый 5-ти разрядный программируемый потенциометр DS 1050 используется в качестве основного элемента широтно-импульсного модулятора (ШИМ). Изменение ширины импульса от 0 до 100% с шагом в 3, 125%. Управление потенциометром осуществляется по двухпроводному последовательному интерфейсу, совместимому с I? C, с адресацией до восьми DS 1050 на двухпроводной шине. Схемное решение управления яркостью светодиодной подсветкой жидкокристаллического индикатора представлено на рис. 1.


Эта схема не предназначена для управления напряжением контраста жидкокристаллического индикатора. Используемый в этом примере символьный дисплей 20х4 типа DMC 20481фирмы Optrex имеет желто - зеленую светодиодную подсветку. Прямое падение напряжения на светодиодах составляет 4,1 Вольта, а максимальный прямой ток - 260 мА.

Изменяя скважность широтно - импульсного модулятора, тем самым изменяется подводимая мощность к светодиодам. Когда импульс составляет 100% времени цикла режима - имеем максимальную подачу мощности питания и, соответственно, максимальную яркость свечения. И, наоборот, когда импульс цикла составляет 0%, яркость свечения также нулевая.

Управление ШИМ - модулятором довольно простое. Единственное требование, чтобы светодиоды не мигали. Наши глаза не могут видеть мигание при частоте от 30 Гц и выше. Самый «медленный» DS1050 работает на частоте 1 кГц. Этого вполне достаточно и для визуального наблюдения и минимизации электромагнитного излучения. Необходимо выбрать МОП - транзистор Q1 так, чтобы он мог непосредственно управляться от 5-ти вольтового широтно- импульсного модулятора, напряжение которого меняется от «земли» до V cc . По умолчанию при включении питания скважность ШИМ равна 2. Транзистор Q1, управляемый ШИ-сигналом, может коммутировать ток величиной 260 мА, который необходим для светодиодной подсветки. Напряжение порога затвора транзистора Q1 составляет 2-4 Вольта. Диод D1 типа 1N4001 используется для снижения Vcc до 4,3 вольт, что меньше максимального прямого падения напряжения на светодиодах. Резистор вместо указанного диода не используется из-за большой мощности рассеяния. Для надежного закрытия МОП-транзистора ставят резистор R3, что исключает «плавающий» режим затвора Q1.

Конденсатор С1 используется в качестве фильтра питания, должен хорошо работать на высокой частоте и устанавливается максимально близко к выводам U1, при минимальном расстоянии до источника питания.

Цифровой потенциометр DS 1050 - 001 устанавливается аппаратно с адресом А=000. Программу для микроконтроллера типа 8051 можно взять в приложении к «App. note 163» на сайте фирмы MAXIM.

Для управления контрастом жидкокристаллических индикаторов (ЖКИ) вместо традиционных механических потенциометров предлагается использовать цифровой потенциометр типа DS1668/1669 Dallastats или DS 1803. Приборы DS1668/1669 были выбраны, потому что они обеспечивают как кнопочное, так и микроконтроллерное управление токосъемного контакта. Важно также, что эти приборы имеют внутреннюю энергонезависимую память, которая позволяет сохранять положение токосъемника без подачи электропитания. На рис. 2. представлена схема для управления контрастом для ЖКИ с использованием цифрового потенциометра DS 1669.


Конечно, здесь может быть применен и сдвоенный цифровой потенциометр типа DS 1803.

Жидкокристаллический модуль (LCM) запитывается от 5 Вольт. Это же напряжение поступает на DS 1669, сопротивление которого 10 кОм. Терминал токосъемника соединяется непосредственно с вводом питания V o драйвера LCM.

Применение цифрового потенциометра позволяет уменьшить размеры устройства, существенно увеличить долговечность и перевести управление на системный микроконтроллер.

Ну, а теперь снова вернемся к управлению светодиодами. С увеличением популярности цветных жидкокристаллических дисплеев в мобильных телефонах, "карманных" компьютерах, цифровых камерах и пр. становятся популярными источниками освещения белые светодиоды.

Белый свет могут обеспечить либо флуоресцентные лампы с холодным катодом (CCFLS), либо белые светодиоды. Из-за размера, сложности, высокой стоимости CCFLS, долгое время был единственным источником белого цвета. Но теперь они сдают свои позиции белым светодиодам. Им не требуется высокое напряжение (200 - 500 В переменного тока) и большой трансформатор для получения такого напряжения. И хотя прямое падение напряжения на белом светодиоде (от 3 до 4В) выше, чем на красном (1,8В) или зеленом (2,2 - 2,4В), все равно для них требуются достаточно простые источники питания. Яркость белого светодиода управляется изменением проходящего через него тока. Полная яркость происходит при токе 20 mA. С уменьшением проходящего через светодиод тока яркость уменьшается. Для цифровых камер и мобильных телефонов обычно требуются от 2 до 3 светодиодов. Может быть 2 способа группового включения светодиодов: параллельный и последовательный. При последовательном включении светодиодов величина тока через каждый будет гарантированно одинаковая. Но такое включение требует более высокого напряжения, чем при параллельном включении. При параллельном включении напряжение примерно равно прямому падению напряжения на одном светодиоде вместо падения напряжения на всем ряде светодиодов. Однако яркость диодов может быть различной из-за разброса прямого падения напряжения на светодиодах, следовательно, разных токов, если они не регулируются. Напряжения батареи в большинстве случаев недостаточно для свечения белого светодиода, поэтому необходимо применять конвертор DC/DC. При этом желательно параллельное включение светодиодов, т. к. преобразователи DC/DC наиболее эффективны при малом отношении повышенного выходного напряжения к входному.

Параллельное включение светодиодов

Есть три основных способа параллельного подключения светодиодов, как показано на рис. 3.


  1. Независимое регулирование тока через каждый диод.
  2. Токи регулируются балластными резисторами от источника с регулируемым напряжением, соответствующему прямому падению напряжения на светодиоде.
  3. От источника с регулируемым током получают напряжение, равное падению напряжения на регулируемом светодиоде и резисторе, и с помощью балластных резисторов регулируют ток через остальные светодиоды.

Рассмотрим поподробнее эти варианты включения.

    Простой способ управления током, протекающим через светодиоды, состоит в использовании микросхемы, специально разработанной для этих целей. Схема включения представлена на рис. 4. Здесь показана дешевая микросхема MAX1916, которая позволяет регулировать ток через 3 белых светодиода. Абсолютная точность тока составляет 10%, а токи, протекаемые через светодиоды, отличаются не более 0,3%. Это наиболее важная характеристика, так как световые потоки от каждого светодиода должны быть одинаковыми. При полной яркости свечения ток через светодиод равен 20 mA. В этом случае достаточно 225 мВ, превышающие падение напряжения на светодиодах, чтобы микросхема поддерживала установленное значение тока. Установка тока через светодиоды производится с помощью резистора R set . Уравнение для расчета тока имеет следующий вид.


    где:
    I led - ток, протекаемый через светодиод
    230 - коэффициент преобразования микросхемы
    U out - выходное напряжение регулятора
    U set = 1, 215 В
    R set -резистор, устанавливаемый между выходом регулятора и входом SET MAX1916 (кОм).


    Абсолютный ток тоже должен управляться, но яркость будет изменяться в целом для всего устройства (например, дисплей телефона). Изменение яркости можно получить подачей на вход разрешения (EN) микросхемы сигнала с широтно-импульсной модуляцией. Максимальная яркость будет при 100% ширине импульса, а при 0% - светодиод не светит.

    Использование источника питания с регулируемым выходным напряжением.

    Этот способ включения менее точен, так как не регулируются индивидуальные токи через каждый светодиод. Как можно увеличить абсолютную точность протекаемых токов и соответствия их через каждый диод?

    Ток через светодиод рассчитывается по формуле:

    I led = (V out - V d)/R

    Из за производственных разбросов даже при одинаковых токах прямое падение напряжения на светодиоде (V d) может быть различным. Можно записать отношение двух токов через 2 диода

    I1/I2 = R2/R1 [(V out - V d1)/(V out - V d2)]

    Принимая во внимание, что резисторы имеют высокую точность (это допустимо), имеем:

    I1/I2 = (V out - V d1)/(V out - V d2)

    Отсюда следует, что отношение (разница) токов через диоды тем меньше, чем выше выходное напряжение источника питания. Нужно иметь в виду, что сближение значений токов через светодиоды оплачивается более высокой потребляемой мощностью. Поэтому можно рекомендовать напряжение на выходе регулятора равное 5 Вольт.

    Для получения такого напряжения можно использовать простые преобразователи типа MAX 1595 (U вых = 5В, I вых = 125 мA), или использовать преобразователи MAX1759 с регулируемым выходом. Таким образом, изменяя выходное напряжение регулятора можно корректировать токи в светодиодах до нужного уровня (например, 20 мA). Если нет возможности корректировать ток регулируемым на выходе источника питания напряжения, то параллельно балластным резисторам R1a:R3a ставят резисторы и МОП - транзисторы, как показано на рис. 5. Включая и выключая логическим уровнем МОП - транзисторы, можно подключать или отключать дополнительные резисторы R1в:.R3в, эффективно изменяя значение балластного резистора.


  1. Использование преобразователя с регулируемым выходным током. На рис. 3с показан принцип использования преобразователя с регулируемым выходным током. В этом сценарии ток через один из диодов (рис. 3с - D1) преобразован в падение напряжения на резисторе R1 и именно это напряжение поддерживается преобразователем. Преобразователь может быть ключевого типа, на переключаемых конденсаторах или линейным регулятором.

    Уравнение для тока через светодиод такое же, что представлено выше.

    I x = (V out - V dx)/R x (1)

    Но в этом случае V out не регулируется, а I1 регулируется и его значение составляет

    I1 = V o.c / R1 (2)

    где: V o.c - напряжение обратной связи снимаемое с резистора R1.

    Поскольку регулируется ток только одного диода, разное прямое падение напряжения на светодиодах может вызывать различие протекаемых через них токов. В этом случае можно использовать следующее. Разделим резистор на 2 части: R1 = R1A + R1B и подставим в уравнение (1), а значение R1 в уравнении (2) заменим на R1В. Для R2 и R3 не требуется разбиения резисторов. Их значения должны быть равны R1A + R1B. Теперь на выходе регулятора будет поддерживаться напряжение, определяемое падением напряжения на резисторе R1B, как показано на рис. 6. Если уставка от R1B равна напряжению R1, то усилитель рассогласования останется в прежнем состоянии, выходное напряжение регулятора повысится, что обеспечит согласование токов через каждый светодиод.


Последовательное включение светодиодов

Главное преимущество при включении светодиодов в последовательную цепочку состоит в том, что через все диоды протекает одинаковый ток и яркость свечения получается одинаковой. Недостаток при таком включении: требуется более высокое напряжение, так как падение напряжения на каждом светодиоде суммируется. Даже 3 белых светодиода требуют напряжение 9 - 12 вольт. Обычно для такого включения используются ключевые регуляторы, как наиболее эффективные преобразователи для этих целей. На рисунке 7 представлена схема включения ключевого регулятора MAX 1848, предназначенного для управления тремя белыми светодиодами, включенными последовательно. Прибор может запитываться от 2,6 до 5,5 вольт при выходном напряжении до 13 вольт. Входной диапазон рассчитан на одну Li-ионную батарею или 3 NiCD/NiMH батареи. Рабочая частота регулятора - 1,2 мГц, что позволяет использовать внешние компоненты с минимальными габаритами. На выходе ШИМ сигнал. Избыточное напряжение выпрямляется и подается на светодиоды. Ток через светодиоды и, таким образом, яркость может быть отрегулирована с помощью напряжения снимаемого с ЦАП или отфильтрованного ШИМ сигнала, подаваемого на вход CTRL микросхемы MAX 1848. Эффективность MAX 1848 при работе со светодиодами достигает 87%.


Для больших дисплеев, где требуется много светодиодов, можно использовать ключевой регулятор MAX 1698 (см. рис. 8). Микросхема может работать от входного напряжения всего 0,8 Вольта, а выходное напряжение ограничено рабочим напряжением внешнего n - канального МОП - транзистора. Низкое, до 300 mB напряжение обратной связи (вывод FB) способствует максимальной эффективности схемы, которая достигает 90%. Яркость светодиода регулируется с помощью потенциометра, у которого щетка соединяется с выводом ADJ микросхемы. Потенциометр может быть использован как аналоговый, так и цифровой.



Конечно, число микросхем, которые используются для питания и подсветки в жидкокристаллических и светодиодных дисплеях, не ограничено представленными в статье наименованиями. Если читатель захочет подобрать необходимые для его конкретного случая микросхемы, то нет ничего проще, как войти на сайт

Внутренние и внешние источники питания для LCD мониторов.

В LCD мониторах могут применяться внутренние и внешние источники питания. При ремонте необходимо определить тип блока питания LCD монитора, схемы построения силового преобразователя, определение схемотехнических решений и назначение каких либо иных схем источника питания. На этом этапе также необходимо определить элементную базу и тип применяемых микросхем, транзисторов.

Внутренний источник питания расположен в корпусе монитора и, как правило, представляет собой импульсный преобразователь, передающий переменное напряжение сети в несколько выходных шин питания постоянного тока (рис. 1). Отличительной особенностью LCD дисплеев с внутренним источником является наличие внешнего разъем 220В для подключения силового сетевого кабеля. Основным недостатком такой компоновки монитора является наличие внутри него высоковольтного мощного импульсного преобразователя, который может самым негативным образом влиять на работу самого монитора.

Рис. 1. Схема внутреннего блока питания LCD монитора.

В случае внешнего источника питания в комплекте вместе с монитором поставляется внешний сетевой адаптер, который представляет собой отдельный модуль преобразования переменное напряжение сети в необходимое постоянное напряжение номиналом порядка 12-24В (рис. 2). Схемотехнически он представляет собой точно такой же импульсный преобразователь, как и во внутреннем блоке питания. Подобное решение компоновки позволяет исключить из состава LCD монитора силовой каскад, что, в конечном счете повышает надежность изделия, а также качество отображаемой информации .

Рис. 2. Схема внешнего блока питания LCD монитора.

Для первого и второго варианта построения монитора количество выходных шин питания колеблется от одной до трех. Типовым вариантом является формирование на выходе шин +3.3В, +5В и +12В. Назначение напряжений следующее:
+5В - используется в качестве дежурного напряжения, а также для питания цифровых, аналоговых схем, логики самой LCD панели и т.д.
+3.3В - напряжение питания цифровых микросхем.
+12В - напряжение питания инвертора ламп задней подсветки, а также используется для питания драйверов LCD панели.
В случае применения внешнего блока питания все вышеперечисленные напряжения будут формироваться из одной единственной входной шины 12-24В с помощью DC-DC преобразователей постоянного тока в постоянный ток. Такое преобразование может осуществляться либо с помощью схемы линейного регулятора, либо с помощью импульсного регулятора. Линейные регуляторы применяются в слаботочных цепях, а импульсные преобразователи в тех каналах, где величина тока может достигать значительных величин. DC-DC преобразователь практически всегда расположен на основной управляющей плате монитора и является его составной частью.
Построение и реализация таких преобразователей достаточно типична и отличается в различных мониторах только количеством выходных шин на выходе и элементной базой . Преобразователи выполнены на основе импульсных понижающих преобразователей напряжений, в составе которых имеется многоканальная микросхема ШИМ, управляющая выходным силовым каскадом. Регулировка и стабилизация выходных шин выполняется с применением технологии ШИМ по цепям обратной связи.
Ремонт блока питания LCD монитора должен всегда производиться только после проведения предварительной диагностики, как отдельных элементов, так и всего источника питания в целом. Такая диагностика необходима с целью оценки возможных повреждений, определения неисправных элементов, исключения повторных отказов и возникновения помех при включении источника питания после проведения ремонтных работ.

Основным элементом LCD – мониторов, безусловно, является жидкокристаллическая панель (ЖК-панель). ЖК-панель можно отнести к основным элементам мониторов по следующим соображениям: она является самым габаритным и самым дорогим элементом монитора, а также именно характеристики панели определяют качество изображения и характеристики самого монитора. Устройство панели и принципы, заложенные в ее производство, определяют схемотехнику всей остальной части монитора, определяют его интерфейс и его элементную базу. ЖК-панель, в свою очередь, далеко не простое устройство, ведь в ее составе кроме самой матрицы жидких кристаллов, имеются еще и схемы строчных и столбцовых драйверов, имеются схемы, осуществляющие выборку строк и столбцов. Также внутри панели имеются интерфейсные схемы и микроконтроллер, обслуживающий интерфейсы. Кроме того, многие производители в состав панели вводят и блок задней подсветки. Все это подводит нас к выводу, что грамотный ремонт и диагностика мониторов LCD просто невозможны без знаний о ЖК-панелях.

Самым лучшим способом изучения принципов работы и устройства ЖК-панелей является рассмотрение этих вопросов на примере конкретного изделия. В качества такого примера предлагается выбрать панель модели LTM213U4-L01 производства фирмы Samsung Electronics, являющейся одним из лидеров в производстве данной продукции.

Характеристики ЖК-панели

Вначале, конечно же, стоит определиться, что же за панель предлагается к рассмотрению, ведь ее разрешающая способность, размер, цветовые характеристики и т.п. могут значительно изменять конструктив самой панели. Основные характеристики и особенности ЖК-панели представлены в виде таблицы – табл.1.

Таблица 1.

Параметр, характеристика

Значение

Тип

Активная матрица TFT

Размеры

432 х 324 мм (21.3 дюйма – диагональ), толщина – 26 мм

Вес

3.9 кг

Элемент изображения

Тонкопленочный транзистор на аморфном кремнии (a - Si )

Количество отображаемых цветов

16.7 миллионов (8 бит на каждый цвет)

Количество точек (разрешение)

1600х1200

Типовое время отклика

25 мс

Максимальное время отклика

35 мс

Угол обзора по вертикали или горизонтали

170°

Угол обзора во всех направлениях

Не менее 85 °

Шаг точек

0.27 мм

Режим дисплея

Нормально - черный

Тип задней подсветки

Встроенные лампы типа CCFT – две тройных лампы (всего шесть)

Тип интерфейса

Open LDI (LVDS )

Тип используемого приемника LVDS

DS90CF388

Расположение точек

Вертикальные полосы R , G , B

Используемые технологии

Диапазон рабочих температур

От 0 до +50 °С

Диапазон температур при хранении

От -20 до +65 °С

Допустимые вибрации

До 1 G

Допустимые удары

До 50 G

Конструктив ЖК-панели

Конструктив ЖК-панели

Структурная схема панели LCD -панели показана на рис.1, и по этой схеме можно сделать следующие замечания.

1) В составе панели имеется модуль задней подсветки. Такое решение характерно далеко не для всех моделей LCD -модулей. Однако стоит обратить внимание, что схема инвертора не является составной частью изделия, и инвертор должен разрабатываться производителем монитора. Инвертор – это источник питания, обеспечивающий преобразование напряжения постоянного тока от источника питания в импульсное высоковольтное напряжение, подводимое к лампам. Модуль задней подсветки образован шестью люминесцентными лампами с холодным катодом (CCFL ). Эти шесть ламп собраны в две группы (по три в каждой). Как и в подавляющем большинстве других ЖК-панелей лампы размещаются по краям матрицы жидких кристаллов. Для каждой из шести ламп имеется отдельный соединительный разъем.

2) ЖК-панель оснащена интерфейсом LVDS , что позволяет обеспечить высокую скорость передачи данных и понизить вероятность помех. Применение этого интерфейса также обеспечивает универсальность панели, т.е. ее можно использовать с любой управляющей платой, которая оборудована интерфейсом LVDS . При использовании интерфейса LVDS информация на ЖК-панель передается в последовательном виде, и поэтому в составе панели имеется преобразователь последовательных данных в параллельный вид. Такой преобразователь представляет собой интегральную микросхему, называемую Receiver (приемник). Данные, преобразованные в параллельный вид, передаются далее на микросхему дисплейного контроллера TCON .

3) Микросхема TCON обеспечивает управление синхронизацией, приемом и распределением данных по столбцовым и строковым драйверам. На выходе микросхемы TCON формируется столько управляющих сигналов, сколько всего имеется управляющих транзисторов в панели, а рассчитать их количество достаточно просто. Если данная панель поддерживает «разрешение» 1600х1200, то на экране имеется 1200 строк и 4800 столбцов (1600х3), т.е. каждая цветная точка образована тремя стоящими рядом точками. В данной панели используется именно полосковая топология точек (Stripe ), и пример расположения точек демонстрируется на рис.2.

4) Столбцовые драйверы реализованы в виде интегральной микросхемы. Сигналы на выбор того, или иного драйверного транзистора поступают от микросхемы TCON в виде сигналов TTL – эта взаимосвязь на рис.1показана линией Control . Кроме того, для обеспечения градаций шкалы серого цвета используется метод ШИМ (Pulse Width Modulation - PWM ) . При этом методе используется различная ширина импульсов выборки строки в процессе адресации. При этом поддержка метода ШИМ обеспечивается аппаратно в структуре именно драйвера столбцов. По шине управления (на рис. 1 она обозначена VideoData ) для каждого пиксела передается 8-битовый код, которому соответствует 256 градаций шкалы серого. Коды градации записываются в регистр столбцового драйвера, а затем преобразуются в длительностьимпульсов пропорционально коду.

Оптические характеристики ЖК-панели и методы их измерения

Основные оптические характеристики, которые специфицируются для панелей на основе жидких кристаллов, и их значения для панели Samsung LTM 213 U 4- L 01представлены в табл.2.

Конструктив ЖК-панели

Структурная схема панели LCD-панели показана на рис.1, и по этой схеме можно сделать следующие замечания.

Рис. 1

1) В составе панели имеется модуль задней подсветки. Такое решение характерно далеко не для всех моделей LCD-модулей. Однако стоит обратить внимание, что схема инвертора не является составной частью изделия, и инвертор должен разрабатываться производителем монитора. Инвертор – это источник питания, обеспечивающий преобразование напряжения постоянного тока от источника питания в импульсное высоковольтное напряжение, подводимое к лампам. Модуль задней подсветки образован шестью люминесцентными лампами с холодным катодом (CCFL). Эти шесть ламп собраны в две группы (по три в каждой). Как и в подавляющем большинстве других ЖК-панелей лампы размещаются по краям матрицы жидких кристаллов. Для каждой из шести ламп имеется отдельный соединительный разъем.

2) ЖК-панель оснащена интерфейсом LVDS, что позволяет обеспечить высокую скорость передачи данных и понизить вероятность помех. Применение этого интерфейса также обеспечивает универсальность панели, т.е. ее можно использовать с любой управляющей платой, которая оборудована интерфейсом LVDS. При использовании интерфейса LVDS информация на ЖК-панель передается в последовательном виде, и поэтому в составе панели имеется преобразователь последовательных данных в параллельный вид. Такой преобразователь представляет собой интегральную микросхему, называемую Receiver (приемник). Данные, преобразованные в параллельный вид, передаются далее на микросхему дисплейного контроллера TCON.

3) Микросхема TCON обеспечивает управление синхронизацией, приемом и распределением данных по столбцовым и строковым драйверам. На выходе микросхемы TCON формируется столько управляющих сигналов, сколько всего имеется управляющих транзисторов в панели, а рассчитать их количество достаточно просто. Если данная панель поддерживает «разрешение» 1600х1200, то на экране имеется 1200 строк и 4800 столбцов (1600х3), т.е. каждая цветная точка образована тремя стоящими рядом точками. В данной панели используется именно полосковая топология точек (Stripe), и пример расположения точек демонстрируется на рис.2.


Рис. 2

4) Столбцовые драйверы реализованы в виде интегральной микросхемы. Сигналы на выбор того, или иного драйверного транзистора поступают от микросхемы TCON в виде сигналов TTL – эта взаимосвязь на рис.1 показана линией Control. Кроме того, для обеспечения градаций шкалы серого цвета используется метод ШИМ (Pulse Width Modulation - PWM) . При этом методе используется различная ширина импульсов выборки строки в процессе адресации. При этом поддержка метода ШИМ обеспечивается аппаратно в структуре именно драйвера столбцов. По шине управления (на рис. 1 она обозначена VideoData) для каждого пиксела передается 8-битовый код, которому соответствует 256 градаций шкалы серого. Коды градации записываются в регистр столбцового драйвера, а затем преобразуются в длительность импульсов пропорционально коду.

5) В составе ЖК-панели имеется схема управления питающими напряжениями. Эта схема представляет собой преобразователь и регулятор, формирующий питающие напряжения для всех элементов панели, причем номиналы этих напряжений различны.

Оптические характеристики ЖК-панели и методы их измерения

Основные оптические характеристики, которые специфицируются для панелей на основе жидких кристаллов, и их значения для панели Samsung LTM213U4-L01 представлены в табл.2.

Таблица 2.

Характеристика

Обознач.

Условия измерения

Значение

Ед. измер

мин

тип

макс

Масштаб контрастности

Измерительная аппаратура размещается строго перпендикулярно экрану – угол обзора равен 0° в любом направлении:

θ = 0°

φ = 0°

Время отклика

Нарастающий фронт

мсек

Спадающий фронт

мсек

Яркость белого (центр экрана)

Y(L)

Кд/м 2

Цветовые

координаты

Красного

цвета

(X )

Отклонение

0 .03

0.632

Отклонение

0 .03

(Y )

0.353

Зеленого цвета

(X )

0.293

(Y )

0.590

Синего цвета

(X )

0.140

(Y )

0.090

Белого цвета

(X )

0.310

(Y )

0.340

Угол

обзора

По горизонтали

Влево

Измерение угла осуществляется при уровне контрастности больше 10 (C / R > 10)

град.

Вправо

град.

По

вертикали

Вверх

φ H

град.

Вниз

φ L

град.

Неравномерность яркости

Buni

Достаточно интересными являются методики измерения тех характеристик, которые упоминаются в табл.2, и рассмотрение более подробно этих методик дает очень хорошее представление о том, на что обращать внимание при выборе и определении качества LCD-монитора. Эта информация также необходима и сервисным службам, т.к. после завершения ремонтных работ необходимо осуществлять контроль выходных параметров отремонтированного изделия, и в случае несоответствия их заданным значениям, либо произвести регулировку, либо осуществить замену изделия из-за невозможности обеспечить требуемого качества изображения. Начнем рассмотрение методик по порядку упоминания характеристик монитора в таблице.

Но прежде чем говорить о методиках измерения параметров ЖК-панели, стоит сказать о том, что эти работы необходимо производить только после того, как температура панели стабилизируется. Поэтому следует вначале оставить ЖК-монитор в помещении, где будут производиться измерения примерно на 30 минут. Это помещение должно быть темным, т.е. в нем не должно быть окон, и температура в комнате измерений должна быть стабильной. Температура окружающего воздуха в комнате измерений должна иметь значение +25°С (±2°С). Требование отсутствия окон в помещении связано с тем, что внешний свет может исказить результаты измерения яркости, контрастности и угла обзора.

После истечения 30 минут монитор включается, и начинают светить лампы задней подсветки, что приводит к разогреву самой ЖК-панели. Чтобы избежать возможных искажений и неточностей измерений, необходимо подождать, пока панель не прогреется уже под действием лампы задней подсветки. После включения монитора необходимо подождать еще около 30 минут. И только после этого можно быть уверенным в точности измерений и в отсутствии температурных погрешностей.

Как уже упоминалось, измерительное оборудование должно устанавливаться строго против центра экрана, без каких либо наклонов, так как это показано на рис.3.

Рис. 3

В качестве измерителей характеристик монитора фирмой Samsung предлагается использовать анализаторы (фотодетекторы) следующих типов:

1. TOPCON BM-5A

3. PHOTO RESEARCH PR650

Прибор BM-5A размещают на расстоянии 40 см от экрана и этим прибором проводятся измерения яркости, диапазона контрастности, угла обзора и неравномерности яркости экрана. Прибором BM-7 проводится измерение времени отклика точек, и размещается прибор на расстоянии 50 см от экрана. Прибором PR650, устанавливаемым на расстоянии 50см от поверхности экрана, проводится измерение цветовых характеристик (координат) панели.

Для получения некоторых параметров ЖК-панели измерения нужно производить не только в центре, но и на краях экрана. Эти точки (и их координаты, т.е. строки и столбцы) отмечены на рис.4.

Рис. 4

Измерение контрастности

Масштаб (диапазон) контрастности, обозначаемый в англоязычной технической документации как C/R, является соотношением двух значений яркости: для белого и для черного экрана – формула (1).

Анализатором получают два значения Gmax и Gmin в центральной точке экрана (точка №5 на рис.4). Значение Gmax измеряется, когда все точки ЖК-панели светятся белым цветом. Значение Gmin измеряется анализатором при условии, что все точки экрана – черные.

Большое значение масштаба контрастности является несомненным достоинством изделия, т.к. такая панель обеспечивает широкий диапазон регулировки контрастности изображения.

Измерение времени отклика

Время отклика является суммой двух параметров: времени нарастания (Tr) и временем спада (Tf). Время нарастания измеряется при переключении ЖК-панели с черного цвета на белый. Время спада измеряется при переключении панели с белого цвета на черный. Принцип измерения времени Tr и времени Tf демонстрируется на рис.5.

Рис. 5

Измерение яркости белого

Эта характеристика ЖК-панели измеряется прибором BM-5A в центре экрана (точка №5 на рис.4). Большое значение этой характеристики соответствует широкому диапазону яркости и также является признаком хорошей панели.

Измерение цветовых характеристик

Цветовые координаты каждого цвета измеряются прибором PR650, также устанавливаемым строго напротив центра экрана (точка №5 на рис.4). Измерение цветовых характеристик проводится в соответствии со спецификацией CIE1931. Измерение цветовых координат производится для каждого цвета в отдельности, для чего на экране последовательно включается соответствующий цвет.

Измерение неравномерности яркости экрана

Для получения данной характеристики прибором BM-5A измерение яркости проводится девять раз – в каждой из точек, указанных на рис.4 при условии, что все точки экрана белые. Далее из девяти полученных результатов выбирается два – максимально значение (Bmax) и минимальное (Bmin), и по этим двум результатам вычисляется неравномерность в соответствии с формулой (2).

Кроме визуальных параметров LCD-панель описывается еще и электрическими характеристиками, приведенными в табл. 3.

Таблица 3.

Параметр

Обознач.

Значение

Ед.

измер

мин

тип

макс

Напряжение питания

Тип интерфейса

LVDS

Open LDI

Потребляемый ток

При черном шаблоне

1020

мА

При мозаичном шаблоне

1060

1200

мА

1260

1520

мА

Гц

F H

кГц

F DCLK

МГц

Пиковое значение тока

I RUSH

Некоторые данные, приведенные в таблице, нуждаются в пояснении.

1. Полоса пропускания (основная частота) – это частота синхронизации точек, определяемая на входе передатчика шины LVDS (об этом подробнее читайте в №2 нашего журнала).

2. Пиковое значение тока определяется в момент подачи питающего напряжения на ЖК-панель. Для получения пикового тока в момент подачи напряжения питания должны быть выполнены следующие условия:

- все управляющие и все сигнальные линии ЖК-панели должны быть заземлены;

- время нарастания питающего напряжения должно быть около 470 мкс (если быть точным, то за 470 мкс уровень напряжения в линии питания ЖК-панели должен измениться от величины 10% до 90% от номинального значения).

3. Величина потребляемого ЖК-панелью тока зависит от выводимого изображения. Минимальный ток панель потребляет при выводе сплошного черного изображения, а максимальный – при сплошной белой картинке. Но измерять величину Idd принято при загрузке на экран определенного шаблона. Как видно из таблицы, потребляемый ток измеряется три раза – на разных шаблонах, что дает более объективную картину .

Такими шаблонами являются:

1. Сплошной черный экран - рис.6.

Рис. 6

2. Мозаичный экран, или шахматное поле - рис.7.

Рис. 7

3. Вертикальные чередующиеся черные и белые линии, причем каждая линия (как черна, так и белая) состоит из двух вертикальных логических столбцов – рис.8.


Рис. 8

Модуль задней подсветки

В панели Samsung LTM213U4-L01 модуль задней подсветки состоит из шести ламп, разделенных на две группы – в каждой группе по три лампы. Электрические характеристики пары ламп модуля задней подсветки представлены в табл.4.

Таблица 4.

Параметр

Обознач.

Значение

Ед.

измер

мин

тип

макс

Напряжение питания

Тип интерфейса

LVDS

Open LDI

Потребляемый ток

При черном шаблоне

1020

мА

При мозаичном шаблоне

1060

1200

мА

При шаблоне двух вертикальных линий

1260

1520

мА

Частота кадровой синхронизации

Гц

Частота строчной синхронизации

F H

кГц

Полоса пропускания (основная частота)

F DCLK

МГц

Пиковое значение тока

I RUSH


В современных ЖК-панелях традиционно используются люминесцентные лампы с холодным катодом (CCFL) – исключением не является и рассматриваемая в этом обзоре. Но для всех люминесцентных ламп характерна одна особенность – это значительная зависимость и яркости свечения и режима включения лампы от окружающей температуры.

Напряжение питания на лампы подается с инвертора, который может управляться методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Яркость ламп и их время «жизни» определяется исключительно схемой инвертора, поэтому задачей производителя монитора будет разработка такой схемы инвертора, которая не должна выдавать слишком высокое напряжение на лампы. В качестве требований к инвертору можно назвать еще и стабильность импульсного высокочастотного напряжения на выходе.

Высокая частота в несколько десятков кГц, на которой работают люминесцентные лампы, может стать причиной явления интерференции, вызванного взаимодействием частоты ламп и частоты срочной развертки. Явление интерференции приводит к появлению на экране монитора такого явления, как «плывущие» строки и муар. Для подавления интерференции частота, на которой работает инвертор, должна отличаться от частоты строчной развертки и от частоты основных гармоник строчной развертки настолько, насколько это возможно обеспечить.

Хорошо спроектированный инвертор должен обеспечивать собственное отключение не позднее чем через 1 сек. В том случае, если разъем ламп задней подсветки не подключен.

Время «жизни» ламп (Hr) является условной величиной, вычисляемой как время, в течение которого выходная яркость ламп уменьшится вдвое по сравнению с начальным периодом работы. При вычислении времени «жизни» необходимо учитывать окружающую температуру, которая должна быть 25°С, а также величину действующего тока лампы, который для данной панели должен быть на уровне 6.5 мArms.

Так как лампы размещают по краям экрана, то для обеспечения симметрии с каждой стороны экрана находится по одной лампе из пары (рис.9).

Рис. 9

На рис.10 демонстрируется распределение выводов модуля задней подсветки по разъемам и их соответствие разъемам инвертора.

Рис. 10

Интерфейсы панели

ЖК-панель соединяется с внешними схемами тремя интерфейсами:

- интерфейс напряжения питания (12-контактный разъем);

- интерфейс напряжения питания модуля задней подсветки (6 разъемов по 3-4 контакта);

- интерфейс LVDS для передачи управляющих сигналов, сигналов синхронизации и цветовой информации.

Интерфейс напряжения питания имеет весьма простое распределение сигналов по контактам – первые шесть выводов – напряжение +5В, оставшиеся шесть выводов – «земля» (табл.5).

Таблица 5.

Назначение

5 В

5 В

5 В

5 В

5 В

5 В

9,10


Интерфейс модуля задней подсветки уже был достаточно подробно расписан в предыдущем разделе статьи. Осталось решить вопрос с информационным интерфейсом.

В ЖК-панели LTM213U4-L01используется интерфейс LVDS, ставший на сегодняшний момент самым широко используемым в LCD-модулях. Так как данные по этому интерфейсу передаются по паре дифференциальных линий в последовательном виде, в составе ЖК-модуля имеется приемник шины LVDS, который обеспечивает преобразование последовательного кода получаемых данных в параллельный вид, удобный для контроллера TCON. В качестве приемника шины LVDS в данном устройстве используется микросхема DS90C388. Но приемник и передатчик сигналов LVDS обычно представляют собой единый набор интегральных микросхем. В паре с приемником в качестве передатчика LVDS применяется микросхема DS90C387, размещаемая на плате управления ЖК-панелью. Интерфейс LVDS выполнен в виде 31-контактного разъема, распределение сигналов на котором описывается таблицей 6.

Таблица 6.

№

Обознач.

Назначение

Общий

Общий

A 0 M

Вход данных (канал 0) дифференциальной пары (инверсный вывод)

Вход данных (канал 0) дифференциальной пары (прямой вывод)

Вход данных (канал 1) дифференциальной пары (инверсный вывод)

Вход данных (канал 1) дифференциальной пары (прямой вывод)

Вход данных (канал 2) дифференциальной пары (инверсный вывод)

Вход данных (канал 2) дифференциальной пары (прямой вывод)

Общий

Общий

CLKM

Вход синхросигналов для преобразования данных из последовательного вида в параллельный. Инверсный вывод дифференциального усилителя.

CLKP

Вход синхросигналов для преобразования данных из последовательного вида в параллельный. Прямой вывод дифференциального усилителя.

A 3 M

Выход данных (канал 3) дифференциальной пары (инверсный вывод)

Выход данных (канал 3) дифференциальной пары (прямой вывод)

Общий

Общий

Вход данных (канал 4) дифференциальной пары (инверсный вывод)

Вход данных (канал 4) дифференциальной пары (прямой вывод)

Вход данных (канал 5) дифференциальной пары (инверсный вывод)

Вход данных (канал 5) дифференциальной пары (прямой вывод)

Вход данных (канал 6) дифференциальной пары (инверсный вывод)

Вход данных (канал 6) дифференциальной пары (прямой вывод)

Общий

Общий

Вход данных (канал 7) дифференциальной пары (инверсный вывод)

Вход данных (канал 7) дифференциальной пары (прямой вывод)

Зарезервированы

Более полное представление о конфигурации интерфейса дает рис.11.

Рис. 11

Цвет каждой точки кодируется 24-битами, т.е. по 8 разрядов на каждый из основных цветов (красный, зеленый, синий). Информация по каждому из трех цветов передается по двум дифференциальным линиям, что делается для увеличения производительности интерфейса. Таким образом, для передачи цвета используется шесть каналов дифференциальных линий. Еще один дифференциальный канал используется для передачи сигналов строчной и кадровой синхронизации.

На выходе приемника LVDS формируются 24 бита данных четных точек строки (BE...,GE..,RE...) и 24 бита нечетных точек (BO..., GO..., RO...). Временные диаграммы интерфейса представлены на рис.12.

Рис. 12

Техническое обслуживание и эксплуатация ЖК-панели

Рассмотрев все особенности внутреннего устройства ЖК-панели Samsung LTM213U4-L01, переходим к одному из самых практических вопросов: как правильно работать с этим модулем, что допускается с ним делать, а что категорически запрещается, каким образом обеспечить грамотный уход за панелью во время эксплуатации и какие меры предосторожности соблюдать при проведении ремонтных работ. Все правила и рекомендации, приведенные ниже, относятся к ЖК-панели, но так как она является основным элементом мониторов, то автоматически все сказанное можно перенести и на LCD-мониторы в целом.

Правила хранения ЖК-панели

1. Нельзя надолго помещать ЖК-модуль в условия повышенной температуры и повышенной влажности. Наиболее оптимальными условиями для хранения является температура от 0 до +35°С, при относительной влажности менее 70%.

2. Нельзя хранить панели TFT-LCD при воздействии на них прямого солнечного света.

3. ЖК-панели должны храниться в темном месте, защищенном от попадания солнечного света и света люминесцентных ламп.

Правила эксплуатации и обслуживания ЖК-панели

1. ЖК-панель не должна подвергаться механическим деформациям и воздействию сил на скручивание.

2. Избегать воздействия сильных ударов и воздействия перегрузок. Это может приводить к повреждению не только самой матрицы LCD-TFT, но и ламп модуля задней подсветки.

3. Поляризующая поверхность панели очень хрупкая и может быть очень легко повреждена. Нельзя нажимать на поверхность экрана и царапать ее карандашами, ручками и т.п.

4. При попадании на поверхность экрана капель воды, масла или жира немедленно удалить (вытереть) их. Если капли оставить, то это может привести к образованию пятен и потери цветопередачи в данных местах.

5. В случае загрязнения поверхности экрана чистку производить специальными абсорбирующими салфетками или очень мягкой тканью.

6. В качества очищающих средств для чистки экрана желательно использовать воду, изопропиловый спирт или гексан.

7. Категорически запрещается применять растворители класса кетонов (например, ацетон), этиловый спирт, толуол, этиловую кислоту, метолхлорид и все средства, производимые на их основе. Применение перечисленных веществ может мгновенно повредить поляризующий слой экрана за счет возникающей химической реакции.

8. Если из панели вытекает материал жидких кристаллов, то запрещается его трогать руками, подносить к глазам, носу и рту. Если же этот состав все-таки попал на кожу, руки или на одежду, то необходимо промыть все тщательно водой с мылом.

9. Необходимо принять меры по защите панели от электростатических разрядов, которые могут стать причиной отказа электронных элементов (микросхем) внутри панели.

11. Защитная пленка с экрана должна удаляться непосредственно перед применением, т.к. она обеспечивает защиту и от электростатических разрядов.

12. При наружном применении ЖК-панели (на открытом воздухе) желательно использовать ультрафиолетовые фильтры.

13. При эксплуатации необходимо избегать образования конденсата.

14. Если на экране в течение очень долгого времени отображается одна и та же информация, то пользователь может столкнуться с явлением, при котором даже при выключенном мониторе на экране видны контуры этого изображения, т.е. экран как бы «прогорает» под соответствующее изображение.

1. При установке ЖК-панели необходимо следить за тем, чтобы все крепежные элементы были использованы, т.е. панель в корпус должна устанавливаться надежно и крепко.

2. Стоит предотвращать изгиб проводов ламп задней подсветки и запрещается сильно тянуть эти провода.

4. Запрещается трогать голыми руками (без перчаток) контакты соединительных разъемов панели – это может ухудшить их проводимость.

5. Монтажные и демонтажные работы лучше всего проводить на специальных лотках, покрытых мягкими антистатическими материалами и с использованием мягких перчаток.

6. Подключение и отключение панели от управляющих схем следует производить исключительно при выключенном питании.

7. Высокие частоты, на которых работают внутренние электронные схемы ЖК-панели, могут стать причиной явления электромагнитной интерференции. Для уменьшения этих явлений осуществляется «заземление» панели и ее экранировка. Поэтому при монтаже панели все эти меры должны строго соблюдаться.

8. Стоит также учесть тот момент, что длина соединительного кабеля между лампами задней подсветки и инвертором должна быть минимальной, и лампы к инвертору должны подключаться непосредственно. Удлинение соединительных проводов может стать причиной снижения яркости задней подсветки и увеличения пускового напряжения.

Данный обзор является , но так как делать два обзора подряд, да еще и на один и тот же товар несколько нелогично и некорректно, то по крайней мере начало будет посвящено одной из интересных частей, купленных для будущего блока питания.

Дисплей был куплен в магазине, куда я пришел ножками, но магазин торгует и онлайн, потому формально он попадает под правила сайта.

Еще во время продумывания конструкции будущего блока питания я решал, какой индикатор применить.
Выбор был большой, сначала я выбирал из вариантов:
1. Оставить родной. - мелкий и совсем простой.
2. Индикатор по технологии . - классно, но не очень бюджетно, цена около 10 долларов.
3. Вакуумный (VFD) дисплей. Ну это вообще супер, но цена еще больше, а доставаемость еще меньше, так как водятся они в основном . Основной плюс в больших углах обзора и винтажности. Чаще всего попадаются формата 2002, а мне надо было 1602.

Придя в магазин я все таки решил купить индикатор по технологии VATN. Это индикаторы с повышенной контрастностью, гораздо лучше привычных LCD.

Но когда я прикинул как он будет выглядеть на передней панели, то понял что он мне не подходит, слишком маленький.
Прикидывал внешний вид я на бумаге, потому купленный индикатор даже не распаковывал.
Решение было одно, ставить дисплей большого размера. Т.е. формула та же самая, две строки и 16 символов на строку, но с большей диагональю.
Тем более, что почитав внимательнее форумы я узнал, что на самом деле не все так гладко с дисплеями VATN. Вроде и контрастность хорошая, и углы обзора, но все равно ему присущи недостатки LCD дисплеев, которым он в принципе и является.
Например углы обзора большие, но яркость плывет и уже не так красиво смотрится.
Хотя если сравнивать с обычным LCD, то разница будет явно в лучшую сторону.

Вариантов также было несколько.
1. Дешевый (относительно) большой . - совсем плохо, изображение отвратное.
2. Тот же дисплей по технологии VATN, но . - выяснилось что такие существуют, но купить его почти нереально, я смог найти его в продаже только там, где не могу купить, и то под заказ.
3. VFD дисплей. - купить его более реально чем VATN, но цена конская, а доставаемость всего немного выше чем у большого VATN.
4. Дисплей по технологии OLED. - Ну здесь оказалось все красиво за исключением цены. Хотя нет, нюанс был, позже напишу.

Зеленая внутри меня долго упиралась лапками, 35 баксов за дисплей, это очень круто.
Но в голове крутилась цитата из фильма «Назад в будущее» -

Марти МакФлай: Ты что, сделал машину времени… из DeLorean?
Эмметт Браун: Я так понимаю: если уж делать машину времени, то делать со вкусом!

Для начала отличия всех четырех типов дисплеев друг от друга.

Когда зеленая сдалась, то я решил сначала поискать этот дисплей в других магазинах, но увы, ни в Китае, ни на Ебее их нет. Вообще выбор дисплеев по технологии OLED представляет из себя жалкое зрелище, масюпусечные дисплеи размером с почтовую марку, ну может чуть больше, и ВСЕ. Самый максимум, в размерах привычного дисплея 1602, но это точно все, больше не попадалось, да и цена была также немаленькой.
К моему большому удивлению дисплей я обнаружил в том же магазине где до этого купил предыдущий VATN. Цена была большой, но она точно была меньше чем в других местах.
Взял предыдущий дисплей и чек, пошел в магазин, поменяли без проблем, естественно с доплатой.
Но так как перед этим я проштудировал интернет, то я уже знал об особенности контроллера этих дисплеев.
Дело в том, что формально дисплей работает не как 1602, а как матричный и контроллер работает в режиме эмуляции привычного всем контроллера HD44780, но иногда не совсем корректно.
Можно изменить немного программу прибора и исправить ошибку и будет все ОК, но я то изменить прошивку не мог, потому заранее объяснил проблему и предупредил что попробую и если «не взлетит» то верну.

Дисплей действительно большой.
Размеры 122 x 44 x 10 мм. Модель дисплея , ссылка на .
Есть нюанс с подключением.
Нумерация контактов привычного дисплея установленного на плате преобразователя идет так -
1, 2, 3,15, 16.
У нового дисплея нумерация контактов немного другая:
14, 13, 12,2, 1, 15, 16.
Это стоит учитывать при подключении.

Так как возврат оговаривался при условии что дисплей не будет паяться, то подключал «беспаечным» методом.
Но все прошло отлично, ну почти отлично.
Дело в том, что когда на экране отображается курсор, то по всем местам где бывает курсор он вспыхивает на долю секунды в хаотичном порядке.
Сначала я грешил на несовместимость дисплея с платой, но потом понял, это тот случай когда благо пошло во зло.
Дело в том, что дисплей очень «шустрый», время реакции около 10мкс, что на несколько порядков быстрее чем у обычного LCD. А если присмотреться, то даже с LCD видно небольшое помаргивание курсора, просто неактивные не успевают отобразиться за счет большой инерционности LCD, а в OLED успевают. Не скажу что это совсем плохо, просто это заметно в определенных режимах.

Потребляет OLED дисплей примерно 40мА, но в отличии от других типов дисплеев ток потребления зависит от количества включенных сегментов. Чем больше сегментов включено, тем больше ток потребления.
Питание дисплея может быть в диапазоне 3.3-5 Вольт.
Когда подключил через длинный кабель, то появился интересный эффект, дисплей включается плавно, как вакуумный.

Цвет напоминает старый добрый VFD

Но какие у этого дисплея углы обзора, за них я готов простить и высокую цену и помаргивающий курсор. Соревноваться с ним может только VFD, и то не факт что победит. А контраст, яркие символы на абсолютно черном фоне без всяких светофильтров.
Я не смог подобрать такой угол при котором изображения не видно. Либо оно читается, либо просто «скрывается за горизонтом».
На последнем фото немного видно матрицу.

Закончив с дисплеем я решил что будет лучше, если я сделаю заодно и фильтр от помех, которые дает ШИМ преобразователя.
Хоть производитель и пишет о низких пульсациях (относительно), но я решил улучшить конструкцию, так как считаю плату данного преобразователя скорее «полуфабрикатом».

В общем решено было сделать фильтр от пульсаций по выходу.
Я не стремился сделать большой фильтр, хотя и имею дома все необходимые комплектующие, а ограничиться простым вариантом.
Фильтр я делал по такой схеме:

1.2 Для этого взял пару колечек от АТХ блоков питания (обычно у радиолюбителей их водится достаточное количество).
3. Я выбрал кольца с диаметром около 28мм, смотал с них все обмотки.
4. Так как у меня дома не очень много провода большого сечения, то просто выпрямил провода которые снял.


.
.

Ну и на всякий случай печатная плата фильтра и дополнение

Небольшое отступление насчет двухобмоточного дросселя.
Что он из себя представляет и как наматывается.
Я мотал одинарным проводом диаметром около 1.7мм. наматывать очень тяжело, так как провод совсем не гибкий.


Также была изготовлена и печатная плата клавиатуры. Кнопки + и - уже поменяны местами для более привычного управления.
Подключаться клавиатура может двумя способами.
Шесть проводов, резисторы не устанавливаем.
Три провода, надо установить резисторы по 100 Ом. В этом случае подключаются только контакты 1, 2 и 6.
Я использовал трехпроводный вариант подключения.

Печатная плата клавиатуры. Сначала я заложил дешевые кнопки, но случайно купил кнопки подороже, а у них расстояние между контактами шире, потому приложен измененный вариант, можно ставить любые большие кнопки.


Первый дроссель намотан просто в два провода диаметром 1.4-1.5мм (7 витков), второй одинарным проводом с диаметром около 1.7мм (две обмотки по 4 витка)

Было изготовлено еще несколько плат, но о них немного позже.

Раз уж я перешел к органам управления, то скажу пару слов о примененном энкодере.
Я купил энкодер производства BOURNS, ссылка на .
А также большую диаметром 30мм, меньшая просто не смотрелась бы.

Данный энкодер имеет довольно приличные габариты, но мне он был просто удобен по цене (меньше доллара) и длине ручки.
Ну и кроме того у него была резьба, что очень удобно, так как у найденного дома резьба отсутствовала. Как впрочем и у того, что установлен на плате.

Дальше шел этап подготовки передней панели, ну здесь все стандартно. Распечатал несколько вариантов, прикинул как это будет выглядеть в реальности, выбрал один более менее приемлемый.
Вообще дизайн передней панели очень похож на дизайн предыдущего блока питания, но в этот раз я поместил светодиоды слева от экрана, мне так показалось более удобным.

Насверлил отверстия, вырезал окошки, попутно подгоняя размеры под требуемые.
Подгонять пришлось потому, что боялся сделать слишком большие отверстия под дисплей и кнопку, а попытка была всего одна, вторая стоила бы 30 долларов, либо пришлось бы мириться с шатающейся кнопкой или неправильно установленным индикатором.

В процессе я наступил на очередные грабли. Энкодер работал хорошо, но он не имел фиксации, т.е. ручка крутилась плавно. Это хорошо для регулятора громкости, но не для прибора, где удобно щелчками отсчитывать изменение не глядя на экран.
В общем заехал на рынок и купил еще один энкодер того же производителя, но на этот раз уже в другом месте. Теперь цена была заметно больше, еще 2.5 бакса к затратам, так мало того, продавцы еще и сперли крепежную гайку с шайбой.
В этом месте я уже когда то купил поддельную TOP250Y (это было в одном из моих обзоров), ну как так можно? Заметил это я уже дома, но так как гайка была на предыдущем энкодере, то просто забил на это, пускай оставят себе на память.

Так как дисплей довольно недешевый, то я решил сделать ему небольшую защиту.
Для этого сначала проклеил по периметру тонкий двухсторонний скотч.

Это фото особо не имеет отношения к обзору, просто понравился кадр где хорошо видно матрицу дисплея.

После этого вырезал кусочек прозрачного пластика, оставшегося после какой то упаковки, то ли гарнитуры, то ли корпуса для внешнего жесткого диска.
Получившееся окошко приклеил через двухсторонний скотч предварительно тщательно протерев и убрав пыль.
Конечно видны небольшие потертости, и пострадала контрастность, но повредить дисплей стало гораздо сложнее.
В свете вспышки выглядит хуже чем в реальности.

В процессе сборки я решил что не буду крепить ничего к передней панели при помощи сквозных отверстий, потому дисплей крепился к прокладкам вырезанным из пластмассы, которая осталась после вырезания окна под него же:)
Ну а зачем пускать в отходы то, что можно использовать. Правда пришлось проложить дополнительно шайбы толщиной около 0.5мм, после этого плоскость дисплея стала вровень с плоскостью передней панели.

1. С платой клавиатуры было немного сложнее.
Из тех же остатков пластмассы я сделал четыре стойки, каждая состояла из трех слоев, но мне все равно немного не хватало. помогли мне обрезки от корпуса блока питания, которые я вырезал чтобы сдвинуть их ближе к задней панели, я потому и писал, что лучше не выбрасывать их, могут еще пригодиться:)
2.3.4 Когда я трассировал плату выходного фильтра, то у меня совсем из головы вылетело что я купил предохранитель и хотел поставить защитные диоды.
Пришлось выполнить это все на плате, которая будет прикручиваться к выходным клеммам.
Схему рисовать смысла нет, выход подключен через предохранитель, а со стороны блока питания параллельно выходу стоит пара диодов КД213.
Функция данного узла в том, чтобы при подключении аккумулятора в неправильной полярности выжечь предохранитель.
На плате преобразователя уже стоит защитный диод, но мне он показался слабым, потому я решил его продублировать.
В качестве клемм для предохранителя использовались обычные 6.3мм клеммы, но впаянные в плату.

Трассировка платы клемм. На ней разведено место для установки двух типов диодов, КД213 и диодных сборок в корпусе ТО220.
Также на ней присутствуют дополнительные площадки для подключения провода обратной связи.

Так как я придерживался концепции удобства обслуживания, то все соединения делались разъемными. Для этого было куплено несколько разных разъемов.
Для подключения индикатора я использовал большие -
Для всех остальных соединений маленькие - .
Также я использовал цветной кабель для удобства подключения. Энкодер подключал через экранированный кабель 4х0.22, так как наводки на эту линию чреваты последствиями.

Плату светодиодов я крепил в корпусе несколько необычно.
Для этого подобрал на рынке специальные обоймы. Изначально они нужны для декоративного оформления, но прекрасно справляются с фиксацией платы с корпусе.
Принцип работы очень прост.
Сверлим отверстие 6.5-7мм
Одеваем на светодиод кольцо
Вставляем в корпусное отверстие декоративную часть
Вставляем светодиод в декоративную часть
Надвигаем кольцо на декоративную часть до упора, все.

В принципе плата индикации предельно проста и можно даже ее не делать, а просто подключить светодиоды проводами, это гораздо проще.
Но есть один небольшой нюанс.
Дело в том, что светодиоды нужны с большой яркостью, так как ток через них очень мал.
Причем этот ток простым уменьшением номинала резистора увеличить нельзя, совсем.
Единственный светодиод, яркость которого можно легко поднять это индикация режима CV.
Если уменьшить номинал резистора к светодиоду активности выхода, то не будет включаться подача напряжения на выход (если правильно помню).
А если уменьшить номинал резистора к светодиоду СС, то на дисплее перестанет отображаться этот режим.

Как и в прошлый раз я применял светодиоды трех цветов, красный, зеленый и желтый.
И если первые два типа можно купить без проблем, то найти яркий желтый светодиод оказалось проблематично, я даже не помню где я его покупал в прошлый раз.
Поэтому я решил убрать эту проблему в корне.
Так как на плату индикации приходит общий провод и питание 5 вольт, то я поставил транзистор и пару резисторов, благодаря чему можно использовать любой светодиод для отображения режима - включено.

Схема включения выглядит так

Печатная плата

Можно сказать что блок почти готов, был конечно мелкий нюанс, заключающийся в том, что пришлось провести заново калибровку клавиатуры, но в остальном все завелось с первого включения.
Передняя панель оформлена во временном варианте, но я все равно решил хоть немного ее улучшить перенеся в программу FDSIGNER и изменив шрифты надписей.

Плата с предохранителем прикручена прямо к выходным клеммам.
Не назову такое решение самым лучшим, но особо вариантов у меня не было.
Не забываем, что силовые провода лучше делать не очень длинными. Я применил провод сечением 6мм.кв, длину оставил такой, чтобы можно было при необходимости отогнуть переднюю панель и открутить плату.

Силовые и сигнальные провода лучше разнести на максимальное расстояние друг от друга.
Я уже получил как то проблему, когда у меня проходили рядом провода от энкодера и силовые, потому лучше не повторять ошибок.

Уже в самом конце сборки я занялся организацией связи с компьютером.
Для беспроводной связи была заказана пара модулей Bluetooth, а для кабельного соединения я использовал входящий в комплект адаптер.
USB-RS232 ttl конвертер выполнен с применением распространенной микросхемы PL2303, здесь тяжело рассказать что то новое.

Модули Bluetooth мне дали для обзора, собственно потому я заказал пару разных, но по факту я пока так и не понял чем они отличаются, внешне просто близнецы братья.
Первый продается как , второй как .

По каким то причинам модуль HC06 не захотел со мной «дружить», потому я просто сразу перешел к работе с модулем HC05.
Я все таки попытаюсь разобраться, почему не заработал один из модулей, хотя он умеет бодро моргать светодиодом, но отзываться не хочет.

Но внешне модули действительно одинаковые, второй мне даже пришлось пометить маркером, чтобы не перепутать их.
Возможно он будет принимать участие в каком нибудь обзоре, когда разберусь что ему надо:)

Плата преобразователя может работать через такие модули, но как показала практика, родное ПО через них не работает, хотя есть информация, что при использовании в компьютере модуля Bluetooth версии 4.0 работает все корректно, но у меня адаптеры с версией 2.0 и с ними штатное ПО работать отказывается.

Схема платы адаптера и трассировка

Я начертил схему платы адаптера для подключения к компьютеру.
На плате расположена микросхема гальванической развязки, а также диодная развязка, позволяющая использовать подключение через USB и Bluetooth без механической коммутации.
На схеме все внешние контакты обозначены так, как они называются на том устройстве, которое подключается к этой плате.

По этой схеме было страссировано два варианта печатной платы, отличие в разводке подключения к адаптеру USB-RS232.
Обычные адаптеры с Али имеют немного другую разводку печатной платы чем тот, что шел в комплекте с преобразователем.
Поэтому я сделал два варианта, первый под комплектный, второй под тот что продается на Али (я уже как то обозревал такой).
В обоих вариантах все платы могут напаиваться друг на друга, последовательность контактов соблюдена.
Но на Bluetooth модулях бывает 4 контакта или 6.
Если используется 4 контактный, то просто подключается как есть, если 6 контактов, то крайние контакты не используются.


Тем не менее я все равно смог их проверить при помощи самодельного ПО, хотя и недописанного (теперь точно придется этим заниматься).

Но на самом деле эксперимент был в другом.
Если внимательно посмотреть на это фото, то можно увидеть, что к плате одновременно подключены оба интерфейса, USB и Bluetooth.
В этом и заключался эксперимент.
Подключение по USB было организовано таким же образом как и в этом обзоре, с использованием микросхемы, обеспечивающей гальваническую развязку.
А вот Bluetooth был подключен параллельно, с использованием двух диодов и резистора.
Идея заключалась в том, чтобы была возможность пользоваться каким то одним интерфейсом без переключения. И идея сработала.
Можно использовать и соединение по кабелю и Bluetooth, но естественно активным может быть только какое то одно.

Так как эксперимент удался, то я приклеил к плате полоску из пластмассы, заизолировал термоусадкой и закрепил на задней панели изнутри. Из-за того что корпус металлический, то это была вынужденная мера.

На выбор есть два варианта ПО.
Старое, которое нормально работает с платами 6020, и новое, которое работает с платой 6020, хотя изначально рассчитано только под платы 6005.
Вообще несколько странная ситуация, ПО выпускается для каждой из плат отдельно, хотя по сути протокол одинаковый для всех плат.
Разница только в том, что для каждой платы в ПО свой максимальный ток, и если подключиться к плате 6020 используя ПО от 6005, то нельзя будет выставить ток более 5.2 Ампера.
Но кроме этого есть и второй недостаток, ток при этом будет указываться как 1/10 от реального. Это происходит из-за того, что у 6005 ток выставляется кратно 1мА, а у 6010 и 6020 кратно 10мА.

В самую последнюю очередь я подключил провода обратной связи.
Плата может работать с четырехпроводным (или трехпроводным) подключением нагрузки, это означает, что она может компенсировать падение напряжения на силовых проводах, при больших токах это актуально.
Для этого надо убрать две перемычки из припоя и подать на разъем питание с выходных клемм (ну или максимально удаленной точки).
Для уменьшения помех я использовал плотно свитый провод, на который надел изоляцию от кабеля 4х0.22. Собственно и провода были от этого кабеля.
Будьте очень внимательны при подключении этого провода, если не будет контакта, то на выход будет подано полное напряжение независимо от того что установлено.
Если не уверены, то просто не используйте эту возможность блока питания, характеристики будут чуть хуже, но безопасность выше.

Все, блок питания полностью собран. Осталось только закрыть крышку.



Несколько фото того, что получилось в итоге.



Задняя панель практически пустая, я даже не стал делать надписи, так как что то включить неправильно не представляется возможным, все понятно и так:)

1. Последним этапом была установка ограничения максимальной выходной мощности в 700 Ватт.
2. На этом фото виден эффект, когда включается курсор в не том месте. попал на фото случайно, так как вспыхивает на очень короткое время.
3, 4. Через пять минут после включения отображает температуру около 30 градусов, но через час - полтора прогревается до 42-43 градусов без нагрузки, после включения вентилятора температура довольно быстро снижается до прежнего значения.

В процессе экспериментов я в итоге переключил обратную связь (см выше) в штатный режим, измерение напряжение на выходных клеммах платы. Сделал это из-за того, что при нагрузке более 50-60 Ватт появлялся посторонний звук, буду разбираться в причинах, пока подозрение на то, что обратную связь я взял после двухобмоточного дросселя.

Не обошлось и без небольшого тестирования.
В основном мне было интересно посмотреть какие пульсации на выходе БП.
Производитель заявляет 50мВ при напряжении 12 Вольт, токе 8 Ампер и входном напряжении 54 Вольта.
У меня все соответствовало кроме того что входное напряжение было 68 Вольт и после платы стоял фильтр.
1. При заданных параметрах пульсации были заметно больше даже с учетом фильтра после платы. У меня вышло около 110мВ.
2. Что интересно, при увеличении выходного напряжения, напряжение пульсаций уменьшается.
А что еще более интересно, то что частота пульсаций не 150 кГц, а около 300кГц.

Дальше я выставил ток 10 Ампер (примерно 50% от максимума) и проверил при напряжении 30 и 40 Вольт
1. При выходной мощности около 320 Ватт пульсации составили около 60мВ.
2. Дальше я поднял выходную мощность до 400 Ватт, пульсации выросли до 70-80мВ.
Это была максимальная мощность, которую может рассеивать электронная нагрузка и то недолго.
Как по мне, то пульсации великоваты, есть куда стремиться в доработках.

Зависимость максимального выходного тока от выходного напряжения у получившегося блока питания


Сравнительный вид старого и нового блока питания.

Ну вот пока на этом все. Вполне возможно что где то в марте будет третья часть, где я расскажу о доработках и переделках, но пока основная часть закончена, теперь надо чтобы блок питания прошел проверку временем.

В процессе тестов вылезли некоторые дополнительные минусы платы.
1. Пульсации явно больше заявленных. по крайней мере при выходной мощности около 100 Ватт.
Скорее всего это обусловлено тем, что хоть StepDown и может работать в большом диапазоне, но все упирается в дроссель. Для разных мощностей (и разницы вход/выход) должна быть разная индуктивность дросселя.
2. Четырехпроводное подключение обратной связи я не смог нормально запустить.
Точность поддержания напряжения была выше, но появился дополнительный звук (в штатном режиме преобразователь работает бесшумно).
Я думаю что это происходит из за того, что в цепи стоит двухобмоточный дроссель, буду разбираться с проблемой.
3. Вентилятор. Он шумит постоянно пока работает БП. С этим надо что то делать.
4. Кроме того оказалось, что все таки автоотключение при перегреве работает, но так как я переделал измерение температуры, то работает оно теперь некорректно, т.е. наоборот.
В общем пока выходит, либо нормальное отображение температуры, либо нормально работает аварийное отключение, но тогда надо переводить значения в понятный вид.
Здесь каждый решает для себя сам. Возможен альтернативный вариант, переделать схему так, чтобы значения в градусах соответствовали, но отсчитывались в обратную от 100 градусов сторону.

В остальном пока проблем не выявлено, все работает как и планировалось.
Если хочется больше мощности, то просто надо установить блок питания мощнее и либо убрать лимит максимальной мощности вообще, либо установить требуемый для выбранного БП.

Обзор получился очень большим, я изначально даже и не предполагал что так выйдет, но так увлекся описанием процесса, хотелось рассказать много, что в итоге это вылилось в два обзора вместо одного.
Я не думаю что много людей решит повторить всю эту конструкцию в полном варианте, но возможно будут полезны отдельные моменты, которые можно применить в своих проектах и разработках, собственно на это и был расчет.

Вроде все, наверняка сделал кучу ошибок, потому буду рад дополнениям и вопросам, да и просто комментариям.
Надеюсь, что обзор будет полезен.


Похожие статьи

Или локальная сеть через Hamachi

Или локальная сеть через Hamachi

Размеры стандартных форматов бумаги

Размеры стандартных форматов бумаги

Почта тайланда отслеживание почтовых отправлений

Почта тайланда отслеживание почтовых отправлений

×
Close