Драйвер для ламп подсветки монитора своими руками

Гостей: 5

Пользователей: 0

Всего пользователей: 5,955
Новый пользователь: Zinidin

Печать
28 Jun 2015
Nikky
Электроника
356586 Прочтений
28 Комментариев

Драйвер светодиодной подсветки

(замена ламп CCFL на светодиоды)

LED DRIVER , о котором сегодня пойдет речь, представляет собой модуль с минимальным набором электронных компонентов, размещенных на небольшой печатной плате размером 65mm x 20mm . Основное предназначение – для подсветки LCD панелей мониторов , вообще применить можно где угодно, все зависит от воображения. Компактные размеры модуля позволяют свободно расположить его внутри монитора и закрепить в удобном месте, для этого предусмотрено небольшое отверстие, расположенное с боку платы, либо он легко крепиться с помощью двухстороннего скотча. В приобретенный нами комплект светодиодного драйвера, входит две линейки со светодиодами длиной 533mm — 96 светодиодов на каждой и один проводной шлейф для подключения питания и управления модулем. Следует отметить, что в комплектность могут не входить светодиодные линейки, а также длина линеек может быть больше (или меньше) указанной нами, наличие и длину линеек уточняйте у продавца. Несомненно, поскольку мы говорим об основном предназначении, длина приобретаемых линеек будет зависеть от диагонали монитора. И маленький совет: длину лучше подбирать не впритык, а с небольшим запасом. На самой плате, кроме обозначения CA-155 REV:01 , более нет никаких маркировок принадлежности к той или иной модели подобных устройств. Производитель – Китай.

Модуль CA-155 REV:01

Посмотрим, что находиться на плате. На плате модуля установлено два разъема, на которые подается питание для светодиодов, микросхема драйвера подсветки DF6113 (8-pin SOP-8L) , N-канальный MOSFET транзистор, один электролитический конденсатор, индуктивность, семь резисторов, четыре керамических конденсатора и один диод шоттки SS210 . Все элементы, установленные на плате, в SMD корпусах, за исключением электролитического конденсатора. Разъем для подключения питания и управления драйвером имеет шесть выводов: VIN – напряжение питания 10v – 24v (2 контакта), ENA (Enable) – включение/выключение драйвера, DIM (Dimming voltage) – регулировка яркости, GND (2 контакта). Сразу хотим сказать, что максимальное напряжение в 30 вольт, указанное с обратной стороны платы – крайне нежелательно, «потолок» верхнего напряжения для DF6113 по даташиту 24 вольта! Будем считать это не преднамеренно указанной цифрой, а просто опечаткой. Желающие могут пройти по этой ссылке и скачать datasheet на DF6113 для более подробного ознакомления.

Перечислим некоторые характеристики микросхемы, указанные в документации: входное напряжение в диапазоне от 5 до 24 вольт, плавный старт, регулировка яркости от 10% до 100%, защита от короткого замыкания и перенапряжения, контроль тока светодиодной линейки. Микросхема поддерживает три режима управления яркостью – раздельный, одним сигналом, и смешанное управление. На данном модуле реализовано инвертированное аналоговое управление яркостью, при котором максимальная яркость светодиодов достигается при нулевом значении напряжения на выводе DIM разъема. Уменьшение яркости до 10% происходит при увеличении уровня напряжения на том же контактном выводе (DIM) до трех вольт. Что это значит? Чтобы было понятней, объясним простым языком – это значит что бегунок на экране монитора, который показывает регулировку яркости, будет работать в обратную сторону, т. е. при положении регулировки яркости в 100% экран будет затемнен и наоборот. Такой вариант нас совсем не устраивает, поэтому сразу делаем доработку. После небольшого и несложного внесения изменений в схему, получаем прямое управление яркостью, а также увеличиваем диапазон регулировки. Для доработки мы использовали один диод 1N4148, оставив без изменений номиналы токозадающих резисторов R4 и R7. Подключаем драйвер к монитору и проверяем результат изменений – теперь яркость увеличивается в сторону 100%, и при этом заметно увеличился диапазон яркости. Добавив еще несколько элементов, можно более улучшить управление светодиодами, получив в результате большую линейность и ширину диапазона регулировки. Микросхема вполне работает с ШИМ регулировкой яркости. Ниже представлена схематичная картина драйвера, воспроизведенная нами с данного модуля, с точным указанием номиналов сопротивлений, а также вариант доработки, на котором мы остановились.

Схема модуля LED подсветки CA-155 REV:01

Вариант доработки

Вкратце о светодиодной линейке. Как мы уже говорили выше, длина линеек подбирается с учетом диагонали монитора, наша линейка, имеющая длину 533mm, получается слишком длинной, с запасом, и поскольку мы устанавливали подсветку в 17 дюймовый монитор BenQ , то укоротили ее до 66 светодиодов (360mm) . Линейка легко разрезается под нужный размер, чтобы понять, как правильно ее отрезать, достаточно взглянуть на изображение ниже, на котором схематично показаны дорожки и расположение светодиодов на линейке. Все светодиоды образуют параллельно – последовательную цепь соединения, группы, состоящие из трех последовательно соединенных светодиодов, подключаются параллельно к шинам плюс и минус. С обратной стороны линейки есть маркировка – JH-LED96-533MM-3528-12A , из которой становится понятной длина, количество и тип светодиодов установленных на ней. Ширина линейки составляет 3,8mm , расстояние между светодиодами – 2mm . Тип светодиода достаточно популярный – SMD3528 , с размерами 3.5 х 2.8 х 1.8 mm (L x W x H), со всеми параметрами светодиода можно ознакомиться, открыв документацию.

Линия отреза, при укорачивании светодиодной линейки

Светодиодная линейка JH-LED96-533MM-3528-12A

Ну и перед тем как установить светодиоды в монитор, еще раз измерим напряжение и ток на плате драйвера и укороченных под нашу диагональ светодиодных линейках. Напряжение питания на модуль, поступающее с монитора = 14.8v , напряжение на светодиоды = 9.2v , ток светодиодной линейки при максимальной яркости = 460mA . Светодиодная линейка при этом не «кипит» и сильно не греется, на ощупь теплая. Можно убирать старые лампы CCFL и устанавливать светодиодные линейки. Возможно, в следующей статье мы покажем весь процесс замены, с фотографиями, и расскажем, как сделать, чтобы яркое свечение светодиодов не было заметным сквозь матрицу, в местах их крепления.

Источник

НЕСТАНДАРТНЫЙ РЕМОНТ ПОДСВЕТКИ МОНИТОРА

До 2004-2005 года в массовом использовании были распространены в основном CRT мониторы и телевизоры, или иначе говоря имеющие в своем составе кинескоп. Их еще, как и телевизоры, называют мониторами и телевизорами ЭЛТ (электронная – лучевая трубка) типа. Но прогресс не стоит на месте и в свое время были выпущены ЖК телевизоры, имеющие в своем составе ЖК (жидко — кристаллическую) матрицу. Подобная матрица обязательно должна хорошо освещаться расположенными с двух сторон, сверху и снизу, 4-мя CCFL лампами.

Это касается 17 — 19 дюймовых мониторов и телевизоров. На телевизорах и мониторах большей диагонали, может быть шесть или более ламп. Подобные лампы с виду напоминают обычные люминесцентные лампы, но имеют в отличие от них, намного меньшие размеры. Из отличий у подобных ламп будет не 4 контакта, как у люминесцентных ламп, а всего два, и для их работы требуется высокое напряжение — свыше киловольта.

Разъем лампы подсветки монитора

Так вот, эти лампы после 5-7 лет работы часто приходят в негодность, неисправности проявляются типично для обычных люминесцентных ламп. Вот дополнительная информация. Сначала появляются красноватые оттенки в изображении, медленный старт, для того чтобы лампа зажглась ей нужно несколько раз помигать. В особо тяжелых случаях лампа не зажигается вообще. Может возникнуть вопрос: ну погасла одна лампа, они же стоят сверху и снизу матрицы, обычно по две штуки установленные параллельно друг другу, пусть горят только три из них и изображение будет лишь более тусклым. Но не все так просто.

ШИМ контроллер инвертора

Дело в том, что когда одна из ламп погаснет, будет срабатывать защита на ШИМ контроллере инвертора, и подсветка, а чаще всего и весь монитор, будут отключаться. Поэтому при ремонте ЖК мониторов и телевизоров, в случае если есть подозрение на инвертор или лампы, необходимо проверить каждую из ламп тестовым инвертором. Я приобрел на Алиэкспресс такой тестовый инвертор, как на фото ниже:

Тестовый инвертор с Али экспресс

Данный тестовый инвертор, имеет разъем для подключения внешнего блока питания, провода с крокодилами на выходе, и разъемы для подключения штекеров, ламп монитора. В сети встречается информация, что подобные лампы можно проверить на работоспособность, с помощью электронного балласта от энергосберегающих ламп, с перегоревшей спиралью лампы, но имеющей рабочую электронику.

Электронный балласт от энергосберегающей лампы

Как быть, в случае если вы с помощью тестового инвертора либо электронного балласта от энергосберегающей лампы выявили, что одна из ламп пришла в негодность и при подключении не загорается вообще? Можно конечно заказать лампы на Алиэкспресс, поштучно, но учитывая то, что эти лампы очень хрупкие, и зная Почту России, легко можно допустить, что лампа придет сломанной.

Монитор с разбитой матрицей ЖК

Можно также снять лампу с донора, например с монитора, с разбитой матрицей. Но не факт что такие лампы прослужат долго, так как они уже частично выработали свой ресурс. Но есть и еще один вариант, нестандартное решение проблемы. Можно нагрузить один из выходов с трансформаторов, а их обычно бывает 4, по числу ламп на 17 дюймовых мониторах, резистивной или емкостной нагрузкой.

Плата блока питания и инвертора монитора

Если с резистивной у нас все понятно, это может быть обычный мощный резистор, или несколько соединенных последовательно или параллельно, с целью набрать нужный номинал и мощность. Но у этого решения есть существенный недостаток — резисторы будут выделять тепло при работе монитора, а учитывая, что внутри корпуса монитора итак бывает обычно жарко, дополнительный нагрев может не понравиться электролитическим конденсаторам, которые как известно не любят длительного перегрева и вздуваются.

Вздувшиеся конденсаторы блок питания монитора

В результате, если это, например, был бы сетевой электролитический конденсатор на 400 Вольт, та самая всем известная по фото большая бочка — мы могли бы получить выгоревший мосфет или микросхему ШИМ контроллера, со встроенным силовым элементом. Так вот, есть еще один выход: погасить необходимую мощность с помощью емкостной нагрузки, конденсатора 27 — 68 ПикоФарад и рабочим напряжением 3 КилоВольта.

Конденсаторы 3 kV 47 pF

У этого решения одни плюсы: нет необходимости располагать в корпусе громоздкие нагревающиеся резисторы, а достаточно припаять к контактам разъема, к которому подключается лампа, этот конденсатор, имеющий небольшие размеры. При выборе номинала конденсатора, будьте внимательны и не впаивайте какие попало номиналы, а строго по приведенному в конце статьи списку, в соответствии с диагональю вашего монитора.

Впаиваем конденсатор вместо лампы подсветки

В случае если вы запаяете конденсатор меньшего номинала, ваш монитор будет отключаться так как инвертор по прежнему будет уходить в защиту из-за того, что нагрузка мала. В случае если вы запаяете конденсатор большего номинала — инвертор будет работать с перегрузкой, что отрицательно скажется на сроке службы мосфетов стоящих на выходе с ШИМ контроллера.

В случае если мосфеты будут пробиты, подсветка, а возможно и весь монитор, также не смогут включиться, так как инвертор будет уходить в защиту. Одним из признаков перегруза инвертора будут посторонние звуки исходящие от платы инвертора, типа шипения. Но при отключенном VGA кабеле иногда появляющееся небольшое шипение исходящее от платы инвертора — это норма.

Подбор номиналов конденсаторов в монитор

На фото выше приведены импортные конденсаторы, существуют и их отечественные аналоги, которые обычно имеют чуть большие размеры. Я впаивал однажды наши, отечественные на 6 КилоВольт — все заработало. Если в вашем радиомагазине нет конденсаторов на нужное рабочее напряжение, а есть, например на 2 КилоВольта, вы можете впаять 2 конденсатора в 2 раза большего номинала соединенные последовательно, при этом их общее рабочее напряжение вырастет, и позволит использовать их для наших целей.

CCFL устройство лампы

Аналогично, если у вас есть конденсаторы в 2 раза меньшего номинала, на 3 Киловольта, но нет на нужный номинал — вы можете впаять их параллельно. Всем известно, что последовательное и параллельное соединение конденсаторов считаются по обратной формуле последовательного и параллельного соединения резисторов.

Параллельное соединение конденсаторов

Иначе говоря, при параллельном соединении конденсаторов мы применяем формулу последовательного соединения резисторов или их емкость просто складывается, при последовательном соединении общая емкость считается по формуле аналогичной параллельному соединению резисторов. Обе формулы можно увидеть на рисунке.

Ремонт мониторов своими руками

Подобным способом были направлены уже много мониторов, яркость подсветки падала незначительно, за счет того, что вторая лампа сверху или снизу матрицы монитора или ТВ все таки функционирует и дает хоть и меньшее, но достаточное освещение для того, чтобы изображение оставалось вполне ярким.

Конденсаторы в интернет магазине

Подобное решение для домашнего использования может вполне устроить начинающего радиолюбителя, как выход из сложившейся ситуации, если альтернативой стоит ремонт в сервисе стоимостью полторы — две тысячи, либо покупка нового монитора. Стоят данные конденсаторы поштучно всего 5-15 рублей в радиомагазинах вашего города, а выполнить такой ремонт сможет любой человек, умеющий держать в руках паяльник. Всем удачных ремонтов! Специально для Радиоскот.ру — AKV.

Форум по обсуждению материала НЕСТАНДАРТНЫЙ РЕМОНТ ПОДСВЕТКИ МОНИТОРА

Как правильно выбрать резистор для LED, а также способы питания светодиодов.

Что означают термины переключатель, тумблер и кнопка — в чём главные различия и особенности применения каждого из них.

Инфракрасный датчик приближения объектов к транспортным средствам — схема для самостоятельной сборки на базе E18-D80NK.

Источник