Как проверить инвертор монитора

Пример диагностики и выявления неисправностей инвертора источника питания монитора.

Вашему вниманию предлагается комбинированная плата источников питания монитора LG FLATRON L1953S. На ней собраны схемы блока питания монитора и инвертор, формирующий высоковольтное напряжение для ламп задней подсветки. Выходными напряжениями для блока питания являются шины +5В и +12В, которые в дальнейшем подаются на на основную плату управления монитором и высоковольтный источник для ламп задней подсветки — инвертор. Структурная схема источников питания монитора приведена на рис. 1.

Рис. 1.

Флуоресцентные лампы с холодным катодом (CCFL) являются очень ярким источником белого света и потребляют приемлемо небольшую мощность. Питание и начальный пуск ламп обеспечивается специальными схемами преобразователей напряжения — инверторами. Получение этих высоковольтных импульсных напряжений осуществляется из низковольтного напряжения постоянного тока.
В данном мониторе для создания светового потока задней подсветки используется четыре CCFL лампы. Схемотехника силовой части источника выполнена по классической мостовой топологии. Питается данный инвертор, напряжением +12V. Напряжение +5V, необходимое для питания управляющей микросхемы, формируется стабилизатором параметрического типа на дискретных элементах. Управление инвертором обеспечивается тремя сигналами, формируемыми на основной управляющей плате монитора. Этими сигналами являются: M/S, DIM и ON.
Сигнал ON является сигналом запуска и выключения инвертора Установка сигнала в высокий уровень приводит к включению инвертора, открыванию транзисторов Q301/Q302 и появлению сигнала высокого уровня на конт.3 (ENA),а также к подаче питающего напряжения 5В на конт.5 (VDDA);
Сигнал DIM обеспечивает регулировку яркости ламп задней подсветки. Этот, сигнал представляет собой импульсный сигнал с изменяющейся длительностью импульсов (ШИМ-сигнал). Длительность импульсов этого сигнала изменяется при регулировке яркости изображения.
Сигнал M/S также обеспечивает регулировку яркости ламп. Данная регулировка является подстроечной, с помощью которой обеспечивается согласование параметров блока задней подсветки и LCD-панели. Эта регулировка доступна только через фирменную сервисную утилиту и выполняется, например, при замене LCD-панели.
Управление работой инвертора, стабилизация яркости ламп и защита от аварийных режимов работы обеспечивается микросхемой ШИМ-регулятора OZL68GN. Эта микросхема формирует импульсные сигналы для управления ключевыми транзисторами, создающими импульсный ток в первичной обмотке трансформатора. В качестве силовых транзисторов применяяются транзисторные сбороки типа AP4511GD.
ШИМ-регулятор OZL68GN
Микросхема OZL68GN разработана фирмой O2Micro, и имеет следующие особенности:
— работает в широком диапазоне входных питающих напряжений;
— имеет встроенную интеллектуальную схему управления «поджигом» и управления нормальной работой ламп CCFL;
— обладает высоким значением КПД;
— имеет встроенную burst-схему управления, позволяющую обеспечить широкий диапазон регулировки яркости;
— имеет встроенную защиту от обрыва в цепи ламп и защиту от превышения напряжения на лампах;
— позволяет обеспечить управление несколькими лампами;
— разработана для функционирования на постоянной частоте, что позволяет снижать явление интерференции с LCD-матрицей;
— имеет малое потребление мощности в режиме ожидания.
Описание наиболее важных контактов OZL68GN приводится в таблице 1.
Таблица 1. Назначение контактов контроллера OZL68GN

К типовым неисправностям инвертора задней подсветки монитора LG FLATRON L1953S можно отнести несколько наиболее проблемных участков.

1. Отказ микросхемы OZL68GN. Проявляется неисправность в полном отсутствии свечения ламп. Исправность микросхемы проверяется контролем сигналов на контактах СТ, REF, VDA, а также выходных импульсов на контактах управления силовыми ключами, PDR и NDR.
2. Выход из строя параметрического стабилизатора, состоящего из транзистора Q301 и стабилитрона ZD301 (на 5.1В). Неисправность, также как и в первом случае, проявляется в отсутствии свечения ламп, отсутствии напряжения +5В на управляющей микросхеме и предварительном усилителе.
3. Отказ микросхем силовых ключей. Признаком неисправности микросхем является сильный разогрев их корпусов, возможно их разрушение. Проверка микросхем силовых ключей осуществляется путем измерения сопротивлений переходов сток-исток-затвор внутренних транзисторов.
4. Выход из строя силовых импульсных трансформаторов. Признаком возможной неисправности будут являться: отключение инвертора и с срабатывание защиты по входу OVP управляющей микросхемы. Проверку предполагаемых вышедших из строя трансформаторов лучше проводит методом замены на заведомо исправный. Наиболее вероятная причина выхода из строя трансформаторов это обрыв вторичных обмоток, поэтому предварительно перед заменой трансформатора необходимо прозвонить вторичные обмотки на наличие сопротивления в них. Короткое замыкание в обмотках можно выявить, применяя стандартные методики проверки импульсных трансформаторов, основанные на явлении резонанса.
Все вышеперечисленные неисправности как мы видим приводят к тому, что при наличии любой из них инвертор будет находится в нерабочем состоянии или будет заблокирована его работа. Диагностика и выявление неисправности осуществляется простой «прозвонкой» необходимого элемента или его заменой. После ремонта инвертора как правило необходимо убедиться в правильной его работе, т. е. проверить все возможные режимы его работы, и при возможности не задействовать другие схемы монитора. Для этого можно выполнить функциональную проверку источника. Последовательность действий следующая. От лабораторного источника питания, на разъем Р201 к конт. 1,2 необходимо подать постоянное напряжение номиналом от 12.8В до 14 В. Величина входного тока не должна превышать значения 1.5А. Если входной ток больше этого значения, то можно говорить о возможном пробое силовых транзисторов на плате. Для контроля входного тока можно использовать амперметр. Запуск источника осуществляется потенциал +3.3В который должен быть подан на конт.9 разъема Р201 (сигнал ON). Это напряжение можно сформировать вторым лабораторным источником питания. В качестве нагрузки для инвертора, вместо четырех ламп к разъемам можно подсоединить резисторы номиналом около 90 кОм. При подаче питающего напряжения на инвертор через них должен протекать ток, величиной от 1.5мА до 7.5мА, измерение которого можно произвести последовательно включенным амперметром. Так как ламп четыре, то измерение необходимо произвести для каждого канала. При запуске инвертора также можно проконтролировать вольтметром уровень выходных напряжений и форму синусоидального сигнала с помощью осциллографа. При работе осциллографом в этом случае необходимо использовать делитель напряжения, а предел измерений вольтметра необходимо выставить на максимальное значение.
Возможности регулировки выходного тока проверятся путем изменения напряжения сигнала DIM, для этого необходимо использовать еще один лабораторный источник питания. С выхода этого источника на конт.10 разъема Р201 подается напряжение в диапазоне от 0В до 5 В. Пропорционально изменению этого входного напряжения, должен изменяться и выходной ток инвертора. Частотомером или осциллографом также необходимо проконтролировать частоту импульсного напряжения в трансформаторах.

Неисправности инверторов LCD-мониторов, их диагностика и ремонт.

Среди неисправностей мониторов довольно часто встречаются такие, которые легко устранить своими руками за несколько минут. Например, нарушение контакта вывода розетки для подключения сетевого шнура (в результате чего монитор самопроизвольно выключался). На месте плохого контакта образовывалась мощная искра, следы которой были видны на печатной плате блока питания. Мощнсть искры усиливалась ещ и потому, что в момент контакта заряжается электролитический конденсатор в фильтре выпрямителя. Причина неисправности - деградация пайки, часто причиной неисправности может служить и пробой диодов выпрямительного диодного моста. Рассмотрим ряд типичных неисправностей характерных для LCD-мониторов:
1) Лампы подсветки LCD-панели в рабочем режиме не включаются (изображение имеет вид еле заметных бледных "теней"). При таком дефекте в первую очередь нужно проверить напряжение и цепи питания инвертора (обычно 12 В). Кроме того, необходимо проверить предохранитель на плате инвертора (если он сгорел, то нужно проверить цепи питания инвертора на наличие короткого замыкания в этих цепях). Убедившись в отсутствии короткого замыкания, необходимо заменить предохранитель и произвести повторное включение (также проверяется исправность стабилизатора 5 В).
Если напряжения и цепи питания соответствуют норме, то следует проверить наличие сигнала включения и саму схему включения. При отсутствии высокого уровня сигнала в рабочем режиме, можно подать его через резистор 33 кОм принудительно от источника 5 В на базу транзисторного ключа. Если подсветка включится, то сам инвертор исправен, дефект следует в схемах управления. Если команда включения присутствует, или в случае, если принудительно подсветку запустить не удалось, следует проверить работу генератора преобразователя с помощью осциллографа, просмотрев эпюры напряжений на базах транзисторов. Если генерации нет, то следует проверить указанные элементы методом замены. Еще одна причина, по которой может возникнуть подобный дефект - это наличие коротких замыканий в нагрузках и/или обмотках трансформаторов инверторов. В этом случае следует проверить высоковольтные конденсаторы (на "утечку" и "пробой") и на наличие прогаров в плате и разъемах ламп подсветки.
При проверке и ремонте инвертора в автономном режиме нужно учитывать, что инвертор может не запускаться без нагрузки и с очень малой нагрузкой (в этом случае, вместо ламп подсветки в качестве эквивалента нагрузки, удобно использовать резисторы мощностью 2 Вт и номиналом 100 кОм).
2) Инвертор включается и самопроизвольно выключается через небольшой промежуток времени (от 1- 2 секунды до нескольких минут). Такие короткие "вспышки" ламп подсветки возможны из-за плохого контакта одной или нескольких ламп в разъемах, а также при неисправностях самих ламп. При самопроизвольном выключении ламп подсветки следует проверить цепи защиты инверторов и, в первую очередь, стабилитрон, датчик тока - резистор и ОУ.
3) Лампы подсветки самопроизвольно "мигают". Наиболее вероятной причиной этого дефекта чаще всего являются сами лампы CCFL. Вторая из возможных причин - это нестабильная работа инвертора. При проверке инвертора вместо каждой из ламп включают эквивалентную нагрузку в виде резистора 100 кОм (2 Вт), а в разрыв цепи питания инвертора (12/24 В) - миллиамперметр (в диапазоне измерений 10 20 мА), после этого включить питание инвертора. Если ток потребления инвертора стабилен в течение достаточно длительного времени (0,5 - 1 час), то инвертор исправен. Если инвертор работает нестабильно, то необходимо проверить частоту и симметрию пилообразного напряжения (методом замены конденсаторов). В первичных цепях инвертора этот дефект возникает чаще всего из-за неисправности микросхемы ОУ или ее внешних элементов. К такому же дефекту может привести и неисправность элементов вторичных цепей инвертора, в первую очередь, трансформаторов и высоковольтных конденсаторов.

Способы проверки трансформаторов для инвертора монитора, как прозвонить и дефектировать

Вопрос-ответ

Автор Роман На чтение 4 мин Опубликовано 22.04.2019

Экраны ЖК-мониторов и телевизоров, в отличие от аппаратов с электронно-лучевыми трубками, нуждаются в дополнительной подсветке. В ЖК-устройствах для этого используются ССFL лампы подсветки. Для питания этих светильников в мониторах устанавливается инвертор. Одна из распространённых причин выхода его из строя — сгоревший трансформатор. Поэтому при ремонте этого элемента производится проверка трансформатора для инвертора в мониторе.

Основы и принцип работы

В ЖК-мониторах изображение формируется в матрице, но для того, чтобы оно отобразилось на экране, через него необходимо пропустить свет. Для этого используются лампы CCFL.

Справка! CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) — это люминесцентная лампа с холодным катодом, без нитей накала.

В отличие от обычных люминесцентных ламп поджиг производится не разогревом нитей накала, а повышенным напряжением. Для этого используется инвертор, преобразовывающий постоянное напряжение 12В в повышенное, частотой 30-80кГц. При включении оно достигает 1500В, а во время работы напряжение на лампе падает до 600-100В.

Инвертор выполняет несколько задач:

• преобразование =12В в повышенное высокочастотное;
• стабилизация и регулировка тока лампы и яркости подсветки монитора;
• защищает устройство от КЗ в лампе.

Сам инвертор, не зависимо от модели и фирмы производителя, состоит из двух функциональных блоков:

• преобразователь постоянного напряжения в высокочастотное переменное;
• повышающий трансформатор.

Информация! В современных мониторах и телевизорах используется LED-подсветка. Светодиоды надежнее в работе и не теряют яркости в процессе эксплуатации.

Какие трансформаторы используются для инвертора ЖК мониторов

В инверторных преобразователях, питающих лампы CCFL, используются высокочастотные малогабаритные трансформаторы с магнитопроводом из феррита. Устройство таких элементов аналогично в аппаратах разных фирм производителей — NEC, SAMSUNG, LG и других.

Количество трансформаторов соответствует числу ламп подсветки, однако встречаются устройства с двумя вторичными обмотками, к которым подключается две лампы.

Порядок проверки

При отсутствии выходного напряжения блока питания прежде всего проверяется трансформатор. Это делается различными способами.

Справка! Если отсутствует свечение всех ламп, то неисправность в электронной плате преобразователя или блоке питания.

Визуальный осмотр

Вначале производится внешний осмотр катушек. О неисправности указывают следующие признаки:

• расплавившаяся, обгоревшая или поменявшая цвет изоляция;
• расколотый магнитопровод;
• оборванные или отпаянные от платы вывода.

Как проверить мультиметром

Если визуальный осмотр не обнаружил неисправности, то необходимо прозвонить катушки мультиметром:

• Мультиметр включается в режим измерения сопротивления. Предел выбирается до 2000Ом;
• Проверяется целостность обмоток. Элемент с обрывом в катушке заменяется исправным.
• Измеряется и сравнивается сопротивление аналогичных обмоток всех трансформаторов. Оно должно быть около 1кОм.
• При значительной, более 300-400Ом элемент подлежит замене или дополнительной проверке при помощи осциллографа.

Проверка при помощи осциллографа

Самый надёжный способ проверки — это при помощи генератора высокой частоты и осциллографа:

• Вывода трансформатора отпаиваются от платы. При необходимости он демонтируется.
• К первичной обмотке через конденсатор емкостью 0,1-0,5мкФ подключается генератор высокочастотного сигнала. Напряжение должно составлять 5-10В при частоте 20-100кГц.
• Ко вторичной обмотке присоединяется осциллограф. Если катушки в исправном состоянии, то входной и выходной сигналы имеют одинаковую синусоидальную форму. Искажение этой формы указывает на витковое замыкание в обмотках.

Вместо осциллографа допускается использование прибора, предназначенного для поиска витковых замыканий в катушках и электродвигателях.

Возможен ли ремонт

Ремонт трансформатора инвертора сводится к замене или перемотке обмоток. Однако из-за малых габаритов и небольшого диаметра провода перемотка производится очень редко.

Чаще неисправная деталь меняется новой. Стоимость такого элемента составляет 2-4$, кроме того, его можно снять с неисправного монитора. Если было принято решение перематывать катушки, то это делается так же, как и перемотка обычного аппарата.

Кроме ремонта инверторного преобразователя возможна замена всей системы подсветки. Вместо ламп CCFL устанавливается отрезок светодиодной ленты и подключается к блоку питания монитора. Недостаток этого ремонта в отсутствии регулировки яркости.

Ремонт ЖК монитора. Замена инвертора подсветки

Монитор персонального компьютера — это основное средство вывода информации. Современные жидкокристаллические мониторы — достаточно сложное электронное оборудование, выход из строя одного из компонентов которого влечёт за собой полный отказ всего устройства. Но если вы столкнулись с проблемами в работе монитора, не спешите нести его на свалку, возможно, ваш монитор ещё можно починить.

Из чего состоит ЖК монитор

В статье Как подключить монитор к блоку питания компьютера мы уже касались темы восстановления работоспособности компьютерного монитора. Сегодня поговорим о другой проблеме, а именно о том, как починить монитор, если на нём не горят лампы подсветки.

Дело в том, что изображение на ЖК мониторах подсвечивается при помощи специальных устройств:

• люминесцентные лампы подсветки монитора расположены по краям корпуса экрана сверху/снизу или справа/слева;
• светодиодная подсветка мониторов располагается на задней стенке экрана, либо (реже) по краям его корпуса.

В рамках данной статьи мы будем говорить именно о восстановлении подсветки LCD мониторов на основе люминесцентных (газоразрядных) ламп .
Если одна из таких ламп «перегорает«, то картинка на мониторе будет выглядеть не так ярко, как это было до поломки, цвета будут гораздо тускнее.
Когда в мониторе такого типа выходят из строя сразу все лампы (а их, чаще всего, может быть от двух до четырёх, реже, либо в портативных устройствах — одна лампа подсветки), при включении компьютера может показаться, что изображения на экране просто нет и он полностью вышел из строя. Но если поднести экран к источнику яркого света или посветить на дисплей фонариком, то можно увидеть, что картинка на устройстве присутствует. Особенно хорошо это будет заметно под острым углом и при изменении изображения на экране : при сворачивании/разворачивании окон операционной системы, при перемещении окон по рабочему столу, при воспроизведении видео роликов и так далее.

Давайте рассмотрим, из чего состоит компьютерный монитор.
На картинке мы видим, как устроен монитор, оснащённый встроенным блоком питания, то есть такой монитор, который соединяется с электрической розеткой проводом питания без дополнительных блоков на нём. Монитор без блока питания выглядит аналогично, только у него отсутствует плата питания, а инвертор напрямую соединён с контроллером дисплея.
Контроллер дисплея часто называют скалер, но это не совсем верно, так как, на самом деле понятие скалер гораздо уже:

Скалер — это одна из составных частей платы контроллера, которая отвечает за масштабирование изображения на экране

Итак, сегодня мы не будем разбираться с тем, как провести компонентный ремонт платы монитора, а поговорим о модульном ремонте .

Что такое инвертор подсветки монитора

Если на экране монитора изображение отображается, а подсветки нет, то есть две основные вероятные причины этой проблемы:

• неисправность ламп подсветки монитора

В этом случае нам необходимо найти аналогичную подходящую лампу в замен неисправной . Либо, если таковой нет в наличии, можно впаять вместо лампы подсветки резистор подходящей мощности и сопротивления.

• неисправность инвертора подсветки монитора

А испортиться в инверторе есть чему: выйти из строя может как простой элемент сопротивления в цепи, так и более сложный. Это могут быть резисторы, транзисторы, конденсаторы, ну и сами высоковольтные трансформаторы. Зачастую, вышедшие из строя детали можно определить по характерным чёрным следам на электронной плате.

ВНИМАНИЕ! Ни в коем случае не допускайте прикосновений к инвертору монитора и к другим платам, если устройство подключено к сети. Напряжение на некоторых элементах монитора может достигать 1500 вольт и даже больше!

Что же делать, если лампы подсветки целы, а изображения на экране всё равно не видно? Возможны две ситуации (напоминаем, что в рамках настоящей статьи мы не рассматриваем тонкости компонентной диагностики и ремонта):

1. Наш монитор имеет внешний блок питания и отдельную плату инвертора . В таком случае мы просто приобретаем новый инвертор или подходящий б/у и подключаем его к плате контроллера матрицы. Благо, в подавляющем большинстве случаев интерфейсы подключения инвертора универсальны.
2. Наш монитор оснащён встроенным блоком питания , элементы которого расположены на одной плате с инвертором . Конечно, и в этом случае можно найти аналогичную плату для замены, но мы рассмотрим другой вариант решения проблемы.

Определение контактов соединения инвертора с блоком питания

В первую очередь нам также потребуется найти подходящий инвертор. Купить инвертор можно и в интернет-магазинах, и на барахолках.

Очень простой способ — купить испорченный монитор, коих в интернете очень много. К примеру, ЖК мониторы с диагональю экрана 17» с различными неисправностями продаются рублей за 500, но после недолгого общения с продавцом достаточно часто можно забрать монитор за каких-нибудь 100 рублей. Согласитесь, неплохая альтернатива приобретению нового инвертора за 500-1000 рублей из поднебесной. Разумеется, всегда есть риск, что в купленном мониторе инвертор также окажется испорченным, но тут уж, как говорится, кто не рискует, тот не пьёт шампанского

Теперь нам необходимо определиться с подключением.
Плата инвертора с блоком питания имеет лишь один разъём подключения для коннекта с платой контроллера матрицы. Зная, какие контакты есть на выходе этой платы и платы внешнего инвертора, мы можем соединить их проводами.
Рассматриваем плату монитора ViewSonic с блоком питания и видим там схему контактов разъёма

На картинке выше у нас следующая расшифровка разъёма:

• два левых контакта +12 отвечают, как видно из обозначения, за подачу плюса;
• два средних контакта GND отвечают за массу (или минус);
• правый верхний контакт ON/OFF отвечает за подачу сигнала на включение/выключение монитора;
• нижний правый контакт BRIG отвечает за управление монитором.

Теперь посмотрим, что у нас есть на выходе с платы внешнего инвертора

Здесь контакты расположены одним рядом и имеют следующее назначение слева направо:

• два контакта GND — это масса (минус);
• контакт ADJ — это управление подсветкой;
• контакт ON/OFF — включение и выключение подсветки;
• два крайних контакта VCC — соответственно, подача плюса.

В нашем случае мы будем соединять попарно одним проводом контакты плюса и массы, и по одному проводу на включение/выключение платы и на управляющий контакт. В идеале, можно на каждый контакт цеплять отдельный провод.

Если на ваших платах нет схемы с расшифровкой, то вы всегда можете найти даташит (от английского Datasheet, что в дословном переводе обозначает «бумажка с информацией», то есть «документация») используемой вами платы. Подчёркиваем, что удобнее и выгоднее искать документацию именно по модели платы, а не по модели монитора, в которой эта самая плата была установлена

Подключение внешнего инвертора к плате блока питания монитора

Теперь, когда мы определились с контактами на платах, можно приступать к их соединению. Реализовать коннект между платами можно разными способами, наиболее простые из них:

• непосредственно с разъёма, подцепив провода к контактам на выходе;
• врезавшись в провода, идущие от блока питания к плате контроллера;
• подпаяв провода на инвертор к плате питания.

Воспользуемся третьим способом, но, если у вас нет паяльника, то второй вариант в этом случае может быть предпочтительнее.

Припаиваем с обратной стороны платы блока питания монитора по проводу к плюсовому, минусовому, управляющему контакту и контакту включения/выключения монитора.
Контакты в обязательном порядке заизолировать друг от друга термоусадочной трубкой на каждый провод или обычной изолентой.

Теперь от разъёма инвертора отрезаем обратку и попарно соединяем провода с теми, что мы припаяли к плате питания.

• провод от +12 к двум проводам контактов VCC;
• провод от GND к двум проводам контактов GND платы инвертора;
• провод от контакта BRIG соединяем с проводом ADJ;
• провода ON/OFF плат соединяем между собой.

Соединения для надёжности и порядка тоже пропаиваем.

Готово, уже можно подключать платы, соединять монитор с компьютером и включать его, проверяя работу.

Сборка монитора после ремонта

Последнее, что хотелось бы отметить в рамках данной статьи — это сборка монитора после замены инвертора .

Дело в том, что под задней крышкой монитора на самом деле не так много места, как может показаться. Внешнему инвертору там просто может не найтись пристанища. Что же делать? Вырезать отверстие в самой крышке? Вовсе не обязательно. Мы можем установить внешний инвертор на место старого, нужно лишь освободить для него пространство. Чтобы это сделать, взглянем на плату блока питания с испорченным инвертором подсветки с обеих сторон:

Та часть платы, что выделена на картинке выше, отвечала как раз за работу инвертора. Под некоторыми элементами платы мы можем видеть значительные потемнения, говорящие о выходе из строя этих компонентов. Дабы освободить место в корпусе монитора для внешнего инвертора, мы отпаяем от платы основные компоненты, которые не имеют отношения к блоку питания. Вот что у нас получилось

Вы можете удалить больше элементов, но в нашем случае и этого вполне достаточно. После выпаивания высоковольтных трансформаторов, катушек, конденсаторов и диодов места для внешнего инвертора подсветки освободилось достаточно.
Внешний инвертор можно прикрепить как к плате, так и к защитному корпусу монитора. Мы закрепим инвертор на хомуты, подсоединим к нему провода от ламп подсветки монитора и соберём всю конструкцию

Подключаем уже восстановленный монитор к компьютеру и проверяем его работу

Что ж, данный монитор после ремонта прослужит нам ещё не одну тысячу рабочих часов.