В этой статье мы рассмотрим как можно своими силами отремонтировать монитор.
Современный ЖК-монитор состоит всего из двух плат: скалера и блока питания
Скалер – это плата управления работой монитора. Его мозг. Здесь монитор преобразует цифровой сигнал в цвета на дисплее, а также содержит в себе различные настройки. На ней содержатся процессор, flash-память, куда записывается прошивка монитора, и EEPROM-память, в которой сохраняются текущие настройки.
Блок питания. Он обеспечивает питанием цепи монитора. Может в себе также содержать инвертор для мониторов с LCD подсветкой. В мониторах с LED подсветкой инвертора нет.
Блок питания для монитора выглядит примерно вот так:
Есть также и существенное различие. В блоках питания для мониторов с LCD подсветкой можно увидеть высоковольтную часть. Он же инвертор. О его присутствии говорят надписи типа “High Voltage” и клеммы, для подключения ламп. Имейте ввиду, что напряжение, подаваемое на лампы, составляет более 1000 Вольт! Лучше не трогать и тем более не лизать эту часть при включении монитора в сеть.
Вздутые конденсаторы
Это, конечно же, электролитические конденсаторы в фильтре блока питания.
Это одна из самых распространенных поломок ЖК-мониторов. Перепаиваются конденсаторы легко и просто. Иногда на платах стоит не стандартный номинал конденсаторов, например 680 или 820 мкФ х 25 вольт. Если вы столкнулись со вздувшимися конденсаторами такого номинала и их не оказалось в вашем радиомагазине, не спешите обходить все радиомагазины вашего города в поисках точно такого же номинала. Это как раз тот случай, когда “много не вредно”. Это вам скажет любой электронщик. Смело ставьте 1000 мкф х 25 вольт и все будет нормально работать. Можно даже больше.
В связи с тем, что блок питания при работе излучает тепло, которое вредно сказывается на сроке службы конденсаторов, ставьте обязательно конденсаторы с обозначением “105С” на корпусе. Также после перепаивания конденсаторов не помешает проверить предохранитель вторичных цепей, в роли которого часто выступает простой SMD резистор с нулевым сопротивлением, типоразмером 0805, находящийся с обратной стороны платы со стороны трассировки.
Выход из строя стабилитрона
И еще один нюанс, на выходе блока питания, перед самим разъемом питания идущим на скалер, часто ставят SMD стабилитрон
В случае, если напряжение на нем превышает номинальное, он уходит в короткое замыкание и тем самым отключает через цепи защиты наш монитор. Заменить его можно на любой, подходящий по номиналу напряжения. Можно даже использовать с выводами
После того, как все сделали и отремонтировали, проверяем напряжения на разъеме питания, который идет на скалер. Там все напряжения подписаны. Убеждаемся, что они совпадают с показаниями мультиметра.
Проблемы в высоковольтной части блока питания (инверторе)
Если есть возможность, то в первую очередь, всегда отыскивайте схемы ремонтируемого устройства. Давайте рассмотрим высоковольтную часть одного из мониторов
Если вы видите, что предохранитель блока питания монитора сгорел, это означает, что сопротивление между проводами питания шнура монитора (входное сопротивление), на какой-то момент стало очень низким (короткое замыкание). Где-то около 50 Ом и меньше, что в свою очередь, по закону Ома , вызвало повышения тока в цепи. От большой силы тока у нас и сгорел проводок предохранителя.
Если предохранитель в металлическо-стеклянном корпусе, мы можем вставить абсолютно любой предохранитель в крепление и прозвонить в режиме Омметра 200 Ом сопротивление между штырьками вилки. Если у нас сопротивление равно нулю и до 50 Ом, то ищем пробитый радиоэлемент, который звонится на ноль или на землю.
Шаги будут такие:
Вставляем предохранитель, переключаем мультиметр на 200 Ом и подключаем его к вилке шнура питания. Убеждаемся, что сопротивление очень маленькое. Далее не торопимся вынимать предохранитель.
Итак давайте по схеме посмотрим, какие радиодетали у нас могут коротнуть. На фото выделены цветными рамками те детали, которые необходимо будет проверить при коротком замыкании в высоковольтной части
Все эти процедуры для измерения сопротивления, делаются для того, чтобы вызвонить перечисленные детали по одной. То есть выпаиваем и снова замеряем через вилку сопротивление. Как только мы получим на входе вилки высокое сопротивление, заменив или убрав дефектный радиоэлемент, то можно смело включать вилку в розетку и копать уже дальше.
Нет подсветки монитора
Чем же отличаются мониторы с LCD подсветкой от мониторов с LED подсветкой? В LCD мониторах для подсветки у нас используются лампы CCFL. На русский язык эта аббревиатура звучит как “люминесцентная лампа с холодным катодом” .
Такие лампы располагаются сверху и снизу дисплея и подсвечивают изображение.
В LED мониторах используются для подсветки светодиоды, которые располагаются либо по бокам дисплея, либо за ним.
Сейчас все производители мониторов и ТВ перешли на LED подсветку, так как она почти в половину сокращает энергопотребление и намного долговечнее чем LCD подсветка.
Если нет подсветки, то дело может быть либо в лампах CCFL, либо в LED-ленте. Если они вообще не горят, то изображение будет настолько тусклым, что на дисплее ничего не будет видно. Только внимательный осмотр включенного монитора под освещением может показать, что изображение все-таки есть. Поэтому, если изображения вообще нет, то первым дело осмотрите включенный монитор под потоком света. Если изображение хоть немного видно, то дальше принимайте меры, либо менять лампы, либо дело в инверторе.
Пропадает подсветка монитора
Монитор у нас включается, работает секунд 5-10 и тухнет. Это говорит о том, что одна из ламп CCFL подсветки дисплея пришла в негодность. Перед этим часть экрана может также немного моргать. Инвертор в этом случае будет уходить в защиту, что и будет проявляться в автоматическом отключении подсветки монитора.
Для того, чтобы мы могли проверить лампы и исключить дефектную, надо купить в радиомагазине высоковольтный конденсатор. 27 пикофарад х 3 киловольта для мониторов диагональю 17 дюймов, 47 пф для монитора 19 дюймов и 68 пф для 22 дюйма.
Данный конденсатор нужно припаять к контактам разъема, к которому подключается лампа подсветки. Саму лампу, разумеется, при этом нужно отключить. Соединяя конденсатор поочередно к каждому разъему, мы добиваемся того, что инвертор у нас перестает уходить в защиту. Монитор заработает, хотя будет немного тусклым.
Конечно, редко кто так делает. Самая фишка – это отключить защиту на самой микросхеме ШИМ))). Для этого гуглим “снять защиту инвертора xxxxxxx” Вместо “хххххх” ставим марку нашей микросхемы ШИМ. Как-то я отключал защиту на мониторе с микросхемой ШИМ TL494 по схеме ниже, припаяв резистор на 10 КилоОм. Моник работает до сих пор. Нареканий нет).
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.
Всем привет!
В этой статье мы с вами рассмотрим блок питания жк телевизоров Samsung BN44-00192A , который применяется в аппаратах, диагональ экрана которых 26 и 32 дюймов. Также разберём некоторые типовые неисправности этого модуля.
Все компоненты данного блока питания расположены на одной плате. Внешний вид платы представлен на рисунке:
Схему модуля питания BN44-00192A можно найти в данного сайта.
Данный модуль функционально делится на несколько узлов:
— Power Factor Correction (PFC) или корректор коэффициента мощности (ККМ);
— источник питания «дежурный»;
— источник питания «рабочий».
Рассмотрим каждый узел в отдельности.
Корректор коэффициента мощности
Этот узел устраняет гармонические составляющие тока во входной цепи, которые воспроизводятся выпрямительными диодами вместе с электролитическим конденсатором фильтра сетевого выпрямителя импульсного источника питания (ИИП). Эти гармонические составляющие негативно влияют на электросеть, поэтому производителей бытовой техники обязывают оборудовать свою продукцию устройствами PFС. В зависимости от мощности, данные устройства бывают активными и пассивными. В рассматриваемом нами блоке питания BN44-00192A, устройство PFС является активным.
Здесь PFС включается коммутацией напряжения М_Vсс на 8 выводе контроллера ICP801S одновременно с «рабочим» источником питания. Когда включен дежурный режим активный PFС не работает, так как напряжение +311В с диодного моста через диод DP801 поступает на конденсатор фильтра. Для фильтрации гармоник при малых нагрузках вполне хватает установленных входных фильтров. По сути, эти фильтры являются пассивными PFС.
Источник питания «дежурный»
Дежурный источник питания представляет собой схему обратноходового преобразователя, который управляется ШИМ-контроллером ICB801S. Преобразователем, работающим на фиксированной частоте 55…67 кГц, формируется на выходе стабилизированное напряжение 5,2В и имеющее в нагрузке ток до 0,6А. Это напряжение обеспечивает питание процессора управления в дежурном режиме, питание микросхем ШИМ основного источника, а также питание PFС в рабочем режиме. Из дежурного в рабочий режим телевизор переходит путём формирования напряжения 5,2В посредством транзисторного ключа QB802. Напряжение питания М_Vcc, при этом, поступает на ШИМ-контроллеры ICP801S и ICM801. Одновременно с этим запускается PFС и основной источник питания.
Источник питания «рабочий»
Рабочий источник питания реализован по схеме прямоходового преобразователя, который выполнен по полумостовой схеме. Данный источник на выходе формирует стабилизированные напряжения:
24В (питание инвертора подсветки), 13В, 12В и 5,3В для питания майна.
Типовые неисправности
Теперь рассмотрим наиболее популярные дефекты данного блока питания.
К таковым относятся:
Привожу ТОП 10 самых частых неисправностей ЖК мониторов, которые я ощутил на своей шкуре. Рейтинг неисправностей составлен по личному мнению автора, исходя из опыта работы в сервисном центре. Можете воспринимать это как универсальное руководство по ремонту практически любого ЖК монитора фирм Samsung, LG, BENQ, HP, Acer и других. Ну что, поехали.
Неисправности ЖК мониторов я разделил на 10 пунктов, но это не значит, что их всего 10 — их намного больше, в том числе комбинированные и плавающие. Многие из поломок ЖК мониторов можно отремонтировать своими руками и в домашних условиях.
1 место – монитор не включается
вообще, хотя индикатор питания может мигать. При этом монитор загорается на секунду и тухнет, включается и сразу выключается. При этом не помогают передергивания кабеля, танцы с бубном и прочие шалости. Метод простукивания монитора нервной рукой обычно тоже не помогает, так что даже не старайтесь. Причиной такой неисправности ЖК мониторов чаще всего является выход из строя платы источника питания, если он встроен в монитор.
Последнее время стали модными мониторы с внешним источником питания. Это хорошо, потому что пользователь может просто поменять источник питания, в случае поломки. Если внешнего источника питания нет, то придется разбирать монитор и искать неисправность на плате. в большинстве случаев труда не представляет, но нужно помнить о технике безопасности.
Перед тем, как чинить бедолагу, дайте ему постоять минут 10, отключенным от сети. За это время успеет разрядиться высоковольтный конденсатор. ВНИМАНИЕ! ОПАСНО ДЛЯ ЖИЗНИ, если сгорел и ШИМ-транзистор! В этом случае высоковольтный конденсатор разряжаться не будет за приемлемое время.
Поэтому ВСЕМ перед ремонтом проверить напряжение на нем! Если опасное напряжение осталось, то нужно разрядить конденсатор вручную через изолированный около 10 кОм в течение 10 сек. Если Вы вдруг решили замкнуть выводы , то берегите глаза от искр!
Далее приступаем к осмотру платы блока питания монитора и меняем все сгоревшие детали – это обычно вздутые конденсаторы, перегоревшие предохранители, транзисторы и прочие элементы. Также ОБЯЗАТЕЛЬНО нужно пропаять плату или хотя бы осмотреть под микроскопом пайку на предмет микротрещин.
По своему опыту скажу – если монитору более 2 лет – то 90 %, что будут микротрещины в пайке, особенно это касается мониторов LG, BenQ, Acer и Samsung . Чем дешевле монитор, тем хуже его делают на заводе. Вплоть до того, что не вымывают активный флюс – что приводит к выходу из строя монитора спустя год-два. Да-да, как раз когда кончается гарантия.
2 место — мигает или гаснет изображение
при включении монитора. Это чудо напрямую нам указывает на неисправность блока питания.
Конечно, первым делом нужно проверить кабели питания и сигнала – они должны надежно крепиться в разъемах . Мигающее изображение на мониторе говорит нам о том, что источник напряжения подсветки монитора постоянно соскакивает с рабочего режима.
3 место — самопроизвольно выключается
по истечении времени или включается не сразу. В этом случае опять три частые неисправности ЖК мониторов в порядке частоты появления — вздутые электролиты, микротрещины в плате, неисправная микросхема .
При этой неисправности также может быть слышен высокочастотный писк трансформатора подсветки. Он обычно работает на частотах от 30 до 150 кГц. Если режим его работы нарушается, колебания могут происходить в слышимом диапазоне частот.
4 место — нет подсветки,
но изображение просматривается под ярким светом. Это сразу говорит нам о неисправности ЖК мониторов в части подсветки. По частоте появления можно было бы поставить и на третье место, но там уже занято.
Варианта два – либо сгорела плата блока питания и инвертора, либо неисправны лампы подсветки. Последняя причина в современных мониторах со встречается не часто. Если светодиоды в подсветке и выходят из строя, то только группами.
При этом может наблюдаться затемнение изображения местами по краям монитора. Начинать ремонт лучше с диагностики блока питания и инвертора. Инвертором называется та часть платы, которая отвечает за формирование высоковольтного напряжения порядка 1000 Вольт для питания ламп, так что ни в коем случае не лезь ремонтировать монитор под напряжением. Про можете почитать в моем блоге.
Большинство мониторов схожи между собой по конструкции, так что проблем возникнуть не должно. Одно время просто сыпались мониторы с нарушением контакта около кончика лампы подсветки. Это лечится самой аккуратной разборкой матрицы, чтобы добраться до конца лампы и припаять высоковольтный проводок.
Более простой выход из сложившейся неприятной ситуации можно найти, если у Вашего друга-брат-свата завалялся такой же монитор, но с неисправной электроникой. Слепить из двух мониторов похожих серий и одинаковой диагонали труда не составит.
Иногда даже блок питания от монитора большей диагонали можно приспособить для монитора с меньшей диагональю, но такие эксперименты рискованны и я не советую устраивать дома пожар. Вот на чужой вилле – это другое дело…
6 место — пятна или горизонтальные полоски
Их присутствие означает, что накануне Вы или Ваши родственники подрались с монитором из-за чего-то возмутительного.
К сожалению, бытовые ЖК мониторы не снабжают противоударными покрытиями и обидеть слабого может любой. Да, любой приличный тычок острым или тупым предметом заставит Вас пожалеть об этом.
Даже если остался небольшой след или даже один битый пиксель – все равно со временем пятно начнет разрастаться под действием температуры и напряжения, прилагаемого к жидким кристаллам. Восстановить битые пиксели монитора, увы, не получится.
7 место — нет изображения, но подсветка присутствует
То есть на лицо белый или серый экран . Для начала следует проверить кабели и попробовать подключить монитор к другому источнику видеосигнала. Также проверьте выдается ли на экран меню монитора.
Если все осталось по прежнему, смотрим внимательно на плату блока питания. В блоке питания ЖК монитора обычно формируются напряжения номиналом 24, 12, 5, 3.3 и 2.5 Вольт. Нужно вольтметром проверить все ли с ними в порядке.
Если все в порядке, то внимательно смотрим на плату обработки видеосигнала – она обычно меньше, чем плата блока питания. На ней есть микроконтроллер и вспомогательные элементы. Нужно проверить приходит ли к ним питание. Одним коснитесь контакта общего провода (обычно по контуру платы), а другим пройдитесь по выводам микросхем. Обычно питание где-нибудь в углу.
Если по питанию все в порядке, а осциллографа нет, то проверяем все шлейфы монитора. На их контактах . Если что-то нашли – очистите изопропиловым спиртом. В крайнем случае можно почистить иголочкой или скальпелем. Так же проверьте и плату с кнопками управления монитором.
Если ничего не помогло, то возможно Вы столкнулись со случаем слетевшей прошивки или выходом из строя микроконтроллера. Это обычно случается от скачков в сети 220 В или просто от старения элементов. Обычно в таких случаях приходится изучать спецфорумы, но проще пустить на запчасти, особенно если на примете есть знакомый каратист, сражающийся против неугодных ЖК мониторов.
8 место – не реагирует на кнопки управления
Лечится это дело легко – надо снять рамку или заднюю крышку монитора и вытащить плату . Чаще всего там Вы увидите трещину в плате или в пайке.
Иногда встречаются неисправные или . Трещина в плате нарушает целостность проводников, поэтому их нужно зачистить и пропаять, а плату подклеить для упрочнения конструкции.
9 место — пониженная яркость монитора
Это происходит из-за старения ламп подсветки. Светодиодная подсветка по моим данным таким не страдает. Также возможно ухудшение параметров инвертора опять же в силу старения составных компонентов.
10 место — шум, муар и дрожание изображения
Часто такое происходит из-за плохого кабеля VGA без подавителя электромагнитной помехи — . Если замена кабеля не помогла, то возможно, помеха по питанию проникла в цепи формирования изображения.
Обычно от них избавляются схемотехнически применением фильтрующих емкостей по питанию на сигнальной плате. Попробуйте их заменить и пишите мне о результате.
На этом мой чудный рейтинг ТОП 10 самых частых неисправностей ЖК мониторов закончен. Основная часть данных о поломках собрана на основании ремонтов таких популярных мониторов, как Samsung, LG, BENQ, Acer, ViewSonic и Hewlett-Packard.
Данный рейтинг, как мне кажется, справедлив также и для и . А у Вас какая обстановка на фронте ремонта LCD мониторов ? Пишите на и в комментариях.
С уважением, Мастер Пайки.
P.S.: Как разобрать монитор и ТВ (как отщелкнуть рамку)
Самые частые вопросы при разборке ЖК мониторов и ТВ — как снять рамку? Как отщелкнуть защелки? Как снять пластик корпуса? и т.д.
Один из мастеров сделал хорошую анимацию, поясняющую как вывести защелки из зацепления с корпусом, так что оставлю это здесь — пригодится.
Чтобы просмотреть анимацию — нажмите на изображение.
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.
- Независимое регулирование тока через каждый диод.
- Токи регулируются балластными резисторами от источника с регулируемым напряжением, соответствующему прямому падению напряжения на светодиоде.
- 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.
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.
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.
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
