Из чего состоит блок питания монитора

Изучаем блок питания и инвертор ламп подсветки ЖК-монитора.

Наиболее ремонтопригодным и поэтому интересным в плане изучения, является блок питания ЖК-монитора. Назначение его элементов и схемотехника более конкретны и легче в понимании. По статистике ремонта неисправности блоков питания, особенно импульсных, занимают лидирующие позиции среди всех остальных. Практические знания по принципам построения и работы блоков питания, его элементной базы и схемотехники будут особенно полезны и востребованы в практике ремонта подавляющего большинства электронных устройств и различной радиоаппаратуры.

Блок питания ЖК-монитора состоит из двух функциональных частей (по сути это два преобразователя):
— AC/DC адаптер или по-другому сетевой импульсный блок питания;
— DC/AC инвертор, обеспечивающий питание люминесцентных ламп подсветки.
AC/DC адаптер служит для преобразования переменного напряжения сети (220 В) в постоянное напряжение небольшой величины (обычно на выходе импульсного блока питания формируются напряжения от 3,3 до 12 В). Инвертор DC/AC преобразует полученное постоянное напряжение (DC) в переменное (AC) величиной около 600 — 700 В и частотой около 50 кГц, которое подаётся на электроды люминесцентных ламп, встроенных в ЖК-панель.

AC/DC адаптер. Большинство импульсных блоков питания строится на базе специализированных микросхем контроллеров, например, в блоке питания ЖК монитора Acer AL1716 (рис. 1) применена микросхема TOP244Y (в документации на микросхему TOP244Y можно найти типовые примеры принципиальных схем блоков питания, что можно использовать при ремонте блоков питания ЖК мониторов, так как схемы во многом соответствуют типовым, которые указаны в описании микросхемы). На рис. 1 и рис. 2 рассмотрены два примера принципиальных схем импульсных блоков питания на базе микросхем серии TOP242 — 249.

Рис. 1.

В схеме на рис. 2 применены сдвоенные диоды с барьером Шоттки (MBR 20100). Аналогичные диодные сборки (SRF5-04) применены в блоке питания (рис. 3) монитора Acer AL1716 (приведённые принципиальные схемы являются примерами, а реальные схемы импульсных блоков питания могут несколько отличаться).

Микросхема TOP245Y (рис. 3) представляет собой законченный функциональный прибор, в корпусе которого имеется ШИМ-контроллер и мощный полевой транзистор, который переключается с частотой от десятков до сотен килогерц и формирует импульсы в первичной обмотке трансформатора (отсюда пошло и название блок питания — импульсный).
Процесс работы такого импульсного блока питания сводится к следующему:
1) Выпрямление переменного сетевого напряжения 220В.
Выпрямление сетевого напряжения 220В выполняет диодный мост и фильтрующий конденсатор. После выпрямления на конденсаторе формируется напряжение немного больше чем сетевое. На рис. 3 показан диодный мост, а рядом фильтрующий электролитический конденсатор (емкостью 82 мкФ 450 В).
2) Преобразование напряжения и его понижение с помощью трансформатора.
Коммутацию постоянного напряжения 220-240 В с частотой в несколько десятков — сотен килогерц в обмотку высокочастотного импульсного трансформатора выполняет микросхема TOP245Y (рис. 3). Импульсный трансформатор выполняет ту же роль, что и обычный трансформатор, но работает он на более высоких частотах, во много раз больше, чем 50 Гц (поэтому для изготовления его обмоток требуется меньшее число витков, а, следовательно, и меди). В импульсном трансформаторе необходим сердечник из феррита, а не из трансформаторной стали как у трансформаторов на 50 Гц. В результате трансформатор получается очень компактным. Кроме того, импульсные блоки питания очень экономичны и у них высокий КПД.
3) Выпрямление пониженного трансформатором переменного напряжения. Для выпрямления пониженного переменного напряжения используют мощные выпрямительные диоды, в нашем примере (см. рис. 3) использованы диодные сборки с маркировкой SRF5-04. Для выпрямления токов высокой частоты используют диоды Шоттки и обычные силовые диоды с p-n переходом (обычные низкочастотные диоды для выпрямления токов высокой частоты менее предпочтительны, но часто используются для выпрямления повышенных напряжений (20 — 50 В), что нужно иметь ввиду при замене дефектных диодов.
У диодов Шоттки тоже есть некоторые особенности, которые необходимо учитывать. Эти диоды имеют малую ёмкость перехода и способны быстро переключаться (переходить из открытого состояния в закрытое). Это положительное свойство и используется для работы на высоких частотах. Диоды Шоттки имеют малое падения напряжения около 0,2-0,4 В (против 0,6 — 0,7 В у обычных диодов). Это свойство повышает их КПД. Но есть у диодов Шоттки и негативные свойства, которые ограничивают их более широкое использование в электронной технике — они очень чувствительны к превышению обратного напряжения (при превышении обратного напряжения диод Шоттки необратимо выходит из строя). Обычный же диод переходит в режим обратимого пробоя и может восстановиться после превышения допустимого значения обратного напряжения. Именно это обстоятельство и является ахиллесовой пятой, которое служит причиной выгорания диодов Шоттки в выпрямительных цепях всевозможных импульсных блоков питания. Об этом надо помнить и учитывать при проведении работ по диагностики и ремонте.
Для устранения опасных для диодов Шоттки всплесков напряжения, образующихся в обмотках трансформатора на фронтах импульсов, применяются так называемые демпфирующие цепи (на схеме рис. 1 она обозначена как R15- C14). На печатной плате блока питания ЖК монитора Acer AL1716 (рис. 4) также имеются демпфирующие цепи, состоящие из SMD резистора номиналом 10 Ом (R802, R806) и конденсатора (C802, C811), которые защищают диоды Шоттки (D803, D805).

Как правило, диоды Шоттки используются в низковольтных цепях с обратным напряжением, не выше 10 — 18 В, а если требуется получение напряжения в несколько десятков вольт (от 20 до 50В), то применяются диоды на основе p-n перехода. Диоды Шоттки чувствительны к перегреву, в связи с этим их, как правило, для отвода тепла устанавливают на алюминиевый радиатор (отличить диод на основе p-n перехода от диода Шоттки можно по условному графическому обозначению на схеме (рис. 5).

Рис. 5. Условное обозначение диода: а) с барьером Шоттки; б) на основе p-n перехода.

После выпрямительных диодов всегда ставятся электролитические конденсаторы, обеспечивающие сглаживание пульсаций постоянных выходных напряжений (12 В; 5 В; 3,3 В), которые запитывают все блоки LCD-монитора.

Инвертор DC/AC. По своему назначению инвертор схож с электронными пуско-регулирующими аппаратами, применяемыми в осветительной технике для питания бытовых осветительных люминесцентных ламп, но у инверторов ЖК мониторов есть существенные отличия. Инвертор ЖК-монитора, как правило, построен на специализированной микросхеме, которая значительно расширяет набор функций и повышает надёжность схемы (например, инвертор ламп подсветки ЖК-монитора Acer AL1716 построен на базе ШИМ контроллера OZ9910G, который запаян на печатной плате планарным монтажом (см. рис. 6).

Инвертор преобразует постоянное напряжение (значение которого обычно составляет 12 В — это зависит от варианта схемотехники инвертора) в переменное 600-700 В частотой 50 кГц. Контроллер инвертора может управлять яркостью люминесцентных ламп. Сигналы изменения яркости ламп поступают от контроллера ЖКИ (специализированный микропроцессор — мониторный скалер). К микросхеме-контроллеру подключены полевые транзисторы или их сборки.

На рис. 5 показана плата инвертора, на которой к контроллеру OZ9910G подключены две сборки комплементарных полевых транзисторов AP4501SD (сборка полевых транзисторов AP4501SD и её цоколёвка показаны на рис.8, назначение выводов мощной комплементарной пары МДП-транзисторов AO4600 в корпусе SOIC-8 см. в табл. 1).

Таблица 1. Назначение выводов мощной комплементарной пары
МДП-транзисторов AO4600 в корпусе SOIC-8

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

Ремонт блока питания монитора

Блок питания монитора служит для преобразования сетевого переменного напряжения 220 В в постоянное небольшой величины. Обычно на выходе импульсного БП формируются напряжение уровнем от 3,3 до 12 вольт.

Большинство ИБП построены на базе специализированных микросхем, например в ЖК мониторе Acer AL1716 используется как раз такая микросборка типа TOP245Y. Пример принципиальной схеме на ней вы можете видеть ниже:

В TOP245Y имеется ШИМ – контроллер и мощный полевой транзистор, который переключается с большой частотой от десятков до сотен килогерц.

Принцип работы импульсного блока питания монитора состоит в следующем:

Выпрямление сетевого напряжения номиналом 220 Вольт.
Эту операцию выполняет электронное устройство называемое в электронике диодным мостом и подключенные к нему фильтрующие конденсаторы. После выпрямления на емкости напряжение несколько выше чем сетевое в корень из двух раз.
Преобразование полученного напряжения и его понижение с помощью импульсного трансформатора.
С помощью микросхемы TOP245Y осуществляется коммутация с высокой частотой постоянного напряжения идущего на обмотку высокочастотного импульсного трансформатора. Импульсный трансформатор выполняет ту же функцию, что и его коллега в типовых БП, но за одним маленьким исключением. Работает он на гораздо более высоких частотах. Поэтому у его обмоток значительно меньшее витков, а сердечник изготавливается из феррита, а не из стали. Благодаря этому трансформатор получается очень небольшим и с хорошим КПД.
Выпрямление пониженного импульсным трансформатором напряжения.
С этой задачей отлично справятся мощные выпрямительные диоды. В данном примере используются диодные сборки SRF5-04. Для выпрямления токов высокой частоты применяются как диоды Шоттки, так и обычные силовые диоды. Обычные НЧ диоды для выпрямления токов ВЧ хоть и проигрывают, но иногда применяются.

В практическом примере ниже разберем и восстановим работоспособность сгоревшего блок питания монитора Samsung SyncMaster 940 sw. Неисправность источника питания монитора очень часто проявляется в виде моргания ЖК дисплея, индикатора питания или в самых радикальных случаях монитор вообще перестает включаться.

Перед тем, как приступить к разборке Samsung, сначала рекомендую проверить надежность соединений кабелей в разъемах и только тогда переходить к активной фазе боевых действий. В роли тяжелой артиллерии будем использовать крестовую и плоскую отвертку. Скальпель или небольшой нож, а главное прямые руки.

Разборка и ремонт блока питания монитора Samsung SyncMaster 940 sw

Процесс разборки и ремонта практически любого монитора начинается с отвинчивания винтов подставки – обычно это 3 небольших винта под крестовую отвертку. Кроме того на некоторых мониторах присутствуют заглушки на защелках, поэтому нужно их нащупать и нажать на них чаще всего внутрь. При разборке модели Samsung SyncMaster 940 sw подставку необходимо двигать вниз по направлению стрелки на корпусе. Затем отвинчиваем еще три винта, держащих заднюю крышку монитора.

Теперь переворачиваем монитор и скальпелем проводим по боковому шву корпуса, тем самым отводя защелки внутрь. Затем отключаем кабель, следующий к кнопкам на передней панели и вытаскиваем матрицу с тыловой части корпуса. При этом опять нужно отвести защелки, но теперь наружу. Ориентировочное расположение защелок показано на правой фотографии выше.

Переворачиваем монитор, укладываем его дисплеем на полотенце или поролон. На задней части экрана привинчен блок питания и сигнальная плата. Аккуратно отключаем шлейф матрицы и отсоединяем контакты ламп подсветки.

Отвинчиваем металлический кожух источника питания и перемещаем ее вниз. Под крышкой наблюдаем две платы – сгоревший блок питания и сигнальный модуль обработки видеосигнала. Развинчиваем винты платы блока питания и слегка приподнимаем ее. Видим большую цилиндрическую емкость – на контактах конденсатора может находиться опасное напряжение, поэтому соблюдайте технику безопасности при ремонте мониторов. Большинство ремонтников просто замыкают контакты отверткой – при этом образуется сильная искра, которая может спровоцировать опасное глазное заболевание — отслойку сетчатки глаза. Более правильно – разряжать емкость постепенно, подключив параллельно ее выводов сопротивление номиналом не менее 10 кОм.

Обезопасив плату блока питания, осуществляем ее осмотр с особым пристрастием на предмет сгоревших компонентов и микротрещин в плате и пайке. На фотографии выше хорошо видны вспученные оксидные конденсаторы емкостью 1000 мкф на выходе формирователя напряжений БП. Это говорит об их вероятном перегреве и резкой потери уровня емкости. Таким образом по шине питания +5 В и возможно другим выводам имеется нестабильное напряжение, а значит контроллер монитора не способен нормально работать и тот отключается или вообще не включается.

Меняем вздувшиеся конденсаторы на аналогичные или большей емкости. Вообще для профилактики можно заменить все электролитические конденсаторы. Обязательно проверьте качество пайки и остальных компонентов, особенно крупных – со временем в них могут образоваться микротрещины или отслоения дорожек от ПП.

Как разобрать монитор Samsung можно более подробно почитать здесь.

Ремонт блока питания монитора Samsung t200 не включается, индикатор мигает

Про разборку монитора ничего говорить не буду, т.к она стандартна, да и к тому же в видео инструкции выше все показано очень подробно.

Добравшись до платы блока питания, увидел два вздутых электролитических конденсатора по линии питания 5 вольт, каждый номиналом в 1000 мкф. Очевидно что причина в них, но решил проверить мультиметром и увидел положенные 5 вольт, в чем же дело, почему монитор по прежнему не включается, если напряжение в норме?

Подключив щуп осциллографа увидел заметные пульсации. Заменив вздутые емкости, осциллограф показал идеально ровную линию, что говорит о чистых пяти вольтах без пульсаций. Как следовало ожидать монитор сразу же заработал.

Ремонт блока питания ЖК монитора LG FLATRON L1753S

Чтоб добраться до БП, устройство придется разобрать, как это сделать нормально рассказано в виде инструкции ниже:

Как только добрался до платы БП, увидел три вздутых емкости. Это конденсаторы номиналами 1000/25в, 1000/16в и 680/25в. До их замены, замерял напряжение на входе из БП, оно ровнялось 8,5 вместо 12в, и 1,1 вместо 5вольт. Заменив их, напряжения на выходе стабилизировались, и составило 14, но без нагрузки это вполне нормально.

После сборки монитор заработал

Ремонт импульсных блоков питания

Проблемы и дефекты блоков питания могут быть абсолютно разные — от полной их не работоспособности до постоянных или временных сбоев. Как только вы приступите к ремонту блока питания убедитесь, что все контакты и радиокомпоненты визуально в порядке, силовые шнуры не повреждены и не оплавлены, предохранитель и выключатель полностью исправен, короткие зам ыкания отсутствуют. Конечно, блоки питания современной аппаратуры хоть и имеют общие принципы работы, но схемотехнически отличаются.

Варианты построения блоков питания LCD мониторов.

В LCD мониторах могут применяться внутренние и внешние источники питания. Внутренний источник питания, расположен в корпусе монитора и, как правило, представляет собой импульсный преобразователь, преобразовывающий переменное напряжение сети в несколько выходных шин питания постоянного тока (см. 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 его высоковольтного мощ­ного импульсного преобразователя, который может самым негативным образом влиять на работу самого монитора.

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

Рис. 1. Схема внутренний блок питания LCD монитора

Рис. 2. Схема внешний блок 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:

1. +5V — используется в качестве дежурного напряжения, а также для питания цифровых, аналоговых схем, логики самой LCD-панели и т.д.

2. +3.3V — напряжение питания цифровых микросхем.

3. +12V— 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 основе управления, которых находиться многоканальная микросхема ШИМ, управляющая выходным силовым каскадом. Регулировка и стабилизация выходных шин выполняется с применением технологии ШИМ по цепям обратной связи.

Ремонт блока питания монитора

Мастера нашего сервисного центра в короткие сроки проводят ремонт блока питания монитора, независимо от марки и модели монитора. Мы предлагаем выгодные цены, оперативный выезд, ремонт на дому и в мастерской.

Функции блока питания монитора

Блок питания экрана бывает внешний или встроенный. Он состоит из двух элементов: АС/DC-адаптера (преобразует переменное напряжение в постоянное) и DC/AC-инвертора (преобразует постоянное напряжение в переменное). Адаптер отвечает за приведение сетевого напряжения к необходимым параметрам, инвертор — за подсветку экрана, благодаря чему на нем появляется изображение.

Причины и признаки поломки блока питания монитора

Причинами, которые приводят к неисправности блока питания, являются: использование производителем некачественных элементов при сборке элемента, механические повреждения, скачки и перепады напряжения, попадание влаги, естественный износ детали. Понять, что необходимо обратиться к специалисту, можно по следующим признакам:

• монитор самопроизвольно отключается во время работы;
• экран выключается сразу после включения и появления логотипа;
• лампочка на экране сначала загорается, потом гаснет, а монитор не запускается;
• изображение мигает, картинка нормально не настраивается.

Независимо от того, перегорели ли в блоке конденсаторы, предохранители, или расшатались разъемы, ремонт рекомендуется доверить профессиональным специалистам. Они имеют необходимые знания, опыт, инструменты, которые позволят качественно устранить неполадку и не вызвать более серьезных повреждений.

Этапы ремонта блок питания монитора мастером

Проведя диагностику и определив, что неисправность заключается в блоке питания, мастер выполнит следующие этапы:

1. осмотрит детали устройства и выявит внешние повреждения резисторов, трансформаторов, транзисторов и других радиоэлементов;
2. определит тип блока и схему технических решений;
3. предложит ремонт или замену поломанных деталей;
4. после выполнения работы проведет тестовый запуск с соблюдением требований техники безопасности.

При отсутствии проблем выдаст гарантию на выполненную работу и установленные детали.

Наши преимущества

Инженер выезжает по указанному адресу в день оформления заявки. Ремонт проводится на дому у клиента или в мастерской (при серьезных неисправностях). Обратившись в наш сервисный центр, вы получите:

• бесплатную диагностику;
• оригинальные комплектующие;
• консультацию по вопросам эксплуатации.

Оформить заявку можно по телефону или с помощью формы на сайте. Оператор перезвонит, ответит на вопросы, расскажет об особенностях вашего монитора и правилах его обслуживания.