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.
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
Модуль драйвера BLDC двигателя жесткого диска — принципиальные электрические схемы включения и обзор готовых блоков.
Волновое управление, двухфазное и способ регулирования тока в обмотках шаговых двигателей.
Схема гитарного комбо-усилителя с блоком эффектов на базе микросхем TDA2052, PT2399 и TL072.
Источник
Простой инвертор для CCFL ламп
Рис.1 Схема простейшего инвертора для ламп CCFL.
Самое простое решение таймер NE555 во втором режиме, режиме генератора прямоугольных импульсов (так называемый нестабильный режим, когда на выходе идет меандр из прямоугольных импульсов, то есть выход нестабилен).
Рис.2 Инвертор в сборе, без балластного конденсатора и лампы
Почему именно эта схема, есть еще более простые генераторы, например на ШИМ UC3843 (UC3845), там вообще нужны всего резистор и конденсатор. Но именно в этой схеме реализованы простые элементы со стандартными значениями, и вам не придется искать конденсатор на 4,7нФ и резистор на 8,2 кОм. Элементная база используемая в этом генераторе снимается практически с любого электронного устройства имеющего в своем составе блок питания. Мы говорим о случае, когда купить отдельные элементы довольно сложно.
Рис. 3 Силовой ключ.IRF 730(5,5А, 400В, 1 Ом)
Транзистор на схеме не обозначен, ставим, например IRF510 (IRF540). В нашем примере был установлен транзистор IRF 730(5,5А, 400В, 1 Ом)
Важное замечание. После того как лампа зажжется, ее сопротивление становится равным нулю, только благодаря балластному конденсатору не происходит короткого замыкания во вторичной обмотке. Это единственный элемент на схеме, который придется подбирать. Самое главное – рабочее напряжение конденсатора не должно быть менее 1000В.
Рис. 3 ВЧ — трансформатор, снят с неисправного монитора, грифлик установлен непосредственно на трансформаторе.
Трансформатор берется первый попавшийся ВЧ-трансформатор из неисправного монитора. Грифлик (С4 10n *1000В) необходимо размещать непосредственно на ВЧ-трансформаторе.
Инвертор зажигает, как перегоревшие лампы от энергосберегающих ламп, так и лампы CCFL с мониторов. Так как запуска ламп при таком инверторе не предусмотрено, соответсвенно лампы работают в довольно жестком режиме.
Источник
Мой генератор высокого напряжения из инвертора CCFL лампы
Информация предоставлена исключительно в образовательных целях! Администратор сайта не несет ответственности за возможные последствия использования предоставленной информации.
Популярные лампы подсветки, подключаемые к USB-порту компьютера, содержат в себе два основных элемента:
— инвертор (CCFL ballast).
CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) лампа — это лампа с холодным катодом, тонкая (2. 4 мм) стеклянная трубка, заполненная инертными газами (неон, аргон) с небольшой примесью ртути. Разряд в парах ртути внутри трубки лампы создает ультрафиолетовое излучение, которое заставляет светиться люминофор, нанесенный на внутреннюю поверхность трубки, причем рабочая температура трубки лампы составляет около 40°С. Такая лампа имеет характеристику с «отрицательным сопротивлением» — напряжение зажигания (обычно около 1000 вольт) значительно больше рабочего напряжения (обычно 300. 500 вольт). Для питания лампы целесообразно использовать синусоидальное напряжение частотой 20. 100 килогерц. Холодный катод также используется и в неоновых лампах, в которых электрический разряд возбуждает молекулы газа, заставляя их излучать видимый свет.
Следует отметить, что многие особенности CCFL ламп свойственны и лампам с горячим катодом («hot» cathode fluorescent lamps, HCFL). Примером HCFL ламп являются компактные люминесцентные лампы (КЛЛ, compact fluorescent lamp, CFL) —
Главным отличием этих ламп присутствие в них нитей накала на каждом конце лампы — выводы нитей накала Перед запуском лампы эти нити нагреваются (отсюда и произошло название «лампы с горячим катодом») и излучают электроны, что снижает напряжение, требуемое для зажигания лампы. После запуска лампы питание с нитей накала можно снять.
схема питания HCFL лампы
Рассматриваемые ниже источники питания для CCFL ламп могут использоваться и для HCFL ламп, используя выводы нитей накала так, как будто это электроды CCFL лампы.
В книжке The Art and Science of Analog Circuit Design — J. Williams (1998) утверждается, что CCFL лампы являются наиболее эффективным средством преобразования электрической энергии в световую.
Инвертор предназначен для преобразования постоянного напряжения 5 или 12 вольт в переменное напряжение величиной 500. 1500 вольт и частотой 30. 80 килогерц.
CCFL лампы широко применяются в различных электронных устройствах (ЖК-мониторах и телевизорах, сканерах, факсах. ), но также в этих аппаратах используется и LED технология (светодиоды). Примеры инверторов — сканер с CCFL лампой и инвертором (выделен желтым) — инвертор для CCFL лампы сканера — CCFL инверторы монитора Dell E172FPB —
Схема CCFL инвертора чаще всего представляет собойгенератор Ройера (Royer oscillator), изобретенный в 1954 году George H. Royer (патент US 2783384 A «Electrical inverter circuits«). Он описан в статье Royer, GH, «A switching transistor DC-to-AC converter having an output frequency proportional to the DC input voltage,» AIEE Transactions on Communication and Electronics, Volume 74, July 1955, pg 322 to 326.
Недостатком этой схемы является прямоугольная форма выходного напряжения. Этот недостаток устранен в модифицированной резонансной схеме генератора Ройера.
Генератор Ройера содержит трансформатор с первичной обмотокой с выводом от середины (center tapped primary winding) (число витков w1+w2) и обмоткой обратной связи (feedback winding) (число витков w3). Также на трансформаторе может быть вторичная обмотка (secondary winding), с которой снимается выходное напряжение. Две половины первичной обмотки подключаются к источнику питания через два транзистора Q1 и Q2, включенные по схеме «push-pull«. Транзисторы включаются поочередно, меняя направление тока в половинких первичной обмотки. Напряжение с обмотки положительной обратной связи подается на базы транзисторов, вызывая генерацию. Отличие CCFL инвертора от классического генератора Ройера заключается в наличии конденсатора C1, включенного параллельно первичной обмотке, и создающего вместе с ней резонансный контур. Благодаря этому генератор вырабатывает на вторичной обмотке синусоидальное напряжение. Частота генерации определяется параметрами трансформатора, емкостью конденсатора C1 и параметрами нагрузки. Тот факт, что этот генератор вырабатывает синусоидальное напряжение, определяет широкое применение такой схемы для питания CCFL ламп. Дело в том, что световая отдача таких ламп уменьшается при наличии высших гармоник в питающем напряжении, а резонансный генератор Ройера (resonant Royer) вырабатывает именно синусоидальное напряжение. Полное название такого генератора — «current-fed push-pull parallel-resonant inverter«.
Исследованиями таких инверторов занимается Jim Williams из Linear TechnologyCorp. — Вот предлагаемая им схема инвертора: Подробно работа таких генераторов описана в его книжке The Art and Science of Analog Circuit Design — J. Williams (1998) —
Детали инвертора:
транзисторы Q1 и Q2 — наиболее популярный вариант — транзисторы 2SC5707 (в инверторах мониторов) — VCE SAT = 0,24 вольта, VCE MAX = 80 вольт, IC DC = 8 ампер с hFE MIN = 200 и fT = 330 мегагерц транзисторы 2SC1983 (в схеме с сайта ludens.cl)— составной n-p-n транзистор, VCE MAX = 60 вольт, IC DC = 3 ампера с hFE MIN = 700 транзисторы 2SC3279(M) (в использованном мной для экспериментов инверторе для лампы подсветки компьютера) — n-p-n транзистор в корпусе TO-92 с высоким коэффициентом передачи по току и низким напряжением насыщения, VCE MAX = 10 вольт, IC DC = 2 ампера с hFE MIN = 200 транзисторы 2SD1627в SMD-исполнении — n-p-n транзистор, VCE MAX = 25 вольт, IC DC = 2 ампера с hFE MIN = 3000.
трансфоматор — пример трансформатор — XFORM INVERT 9.5uH EE19 описание трансформатора типа EE19 —
330 мкГн с допустимым током до 1 ампера; в моем инвертере дроссель представлял собой обмотку из 60 витков медного провода диаметром 0,2 мм, намотанную на гантелевидном сердечнике
резистор R1 — сопротивление 1. 2,7 кОм (в моем инвертере 1,5 кОм (коричневая-зеленая-красная-серая полоски).
конденсатор C1 — желательно полипропиленовый (MKP) (выдерживают большие токи) с емкостью не менее 10 нанофарад на напряжение несколько сотен вольт примеры MKP конденсаторов на 27 и 330 нанофарад: При увеличении емкости конденсатора резонансная частота схемы уменьшается, например, при емкости 1. 2 микрофарада частота генерации смещается в звуковой диапазон.
При правильной работе схемы на коллекторах транзисторов действует однополупериодно выпрямленное синусоидальное напряжение.
Основным ограничивающим фактором в схеме является величина напряжения на коллекторах транзисторов, которое может достигать 60 вольт при питании напряжением 24 вольта. В инверторе для CCFL лампы последовательно с нагрузкой (CCFL лампой) включен балластный конденсатор (в моем инвертере 22 пФ x 3000 вольт, другой вариант — 4,7 нанофарада x 1500 вольт). Изменяя его емкость, можно регулировать потребляемый нагрузкой ток. Также на входе инвертора можно включить электролитический конденсатор, например, 22 микрофарада на 25 вольт.
В проекте Hodoscope используется следующая схема для питания счетчиков Гейгера:
В устройстве используется микросхема LM2575T—Adj — импульсный понижающий стабилизатор напряжения постоянного тока с регулируемым выходным напряжением Частота преобразования (52 кГц) определяется встроенным генератором. Микросхема работоспособна при входном напряжении до 40 В. интервал регулировки выходного напряжения — 1.2 . 35 В при токе нагрузки до 1 А. Минимальная разность между входным и выходным напряжениями — около 2 В Имеется встроенная защита от превышения температуры, короткого замыкания в цепи нагрузки и перегрузки по току. Распиновка выводов микросхемы: 1 — входное напряжение (VIN) 2 — выход (OUTPUT) — вывод эмиттера внутреннего ключа 3 — земля (GND) 4 — вход обратной связи (FEEDBACK) 5 — вход сигнала включения (заземлен = 0 . 1,4 вольта)/отключения (1,4 вольта . напряжение питания) (ON/OFF) Опорное напряжение Vref составляет 1,23 вольта.
Я использовал инвертор от вышедшей из строя лампы подсветки для компьютера Gembird NL-2 Notebook USB CCFL lamp (CCFL лампа перестала светить). вид сверху
вид снизу В этом инверторе добавлены кнопки и реле, включенные по схеме самоблокировки — они обеспечивают включение лампы при нажатии на одну кнопку и выключение лампы при нажатии на другую; монтажная схема реле HRS2H-S с обмоткой сопротивлением
70 Ом, рассчитанной на 5 вольт — схема включения кнопок и реле — При нажатии на кнопку SW2 ее контакт замыкается и питание подается на обиотку реле K, которое замыкает контакт K1, шунтирующий кнопку SW2. Питание подается на инвертер. При нажатии на кнопку SW1 ее контакт размыкается, реле K обесточивается и контакт K1 размыкается. Инвертер отключается от источника питания. Обмотка реле имеет сопротивление всего лишь 75 Ом, что приводит к большому потреблению тока обмоткой — 80 миллиампер при питании 6 вольт. Поэтому я отключил реле, подключив питание напрямую к схеме инвертора. На выходе вторичной обмотки трансформатора вырабатывается высокое напряжение частотой десятки килогерц. Это напряжение можно подать на однополупериодный выпрямитель, состоящий из диода, конденсатора и цепочки резисторов нагрузки. Я использовал диод UF5406, рассчитанный на максимальное обратное напряжение 600 вольт и имеющий время восстановления всего лишь 75 наносекунд (пригодный для работы в высокочастотных цепях). Серая полоска на корпусе диода помечает катод. Конденсатор — электролитический конденсатор CD11G-L07 из электронного балласта компактной люминесецентной лампы 4,7 мкФ x 400 вольт. Ток утечки такого конденсатора определяется выражением 0,06 * C * V + 10 (в микроамперах), т.е. для этого случая 0,06 * 4,7 * 400 + 10 = 123 микроампера, т.е. довольно заметная величина.В результате эксперимента при повышенном до семи-восьми вольт напряжении питания транзисторы сильно грелись и в итоге вышли из строя (пробой между коллектором и эмиттером). Я выпаял транзисторы и сделал отводы (красный — коллектор, синий — эмиттер, зеленый — база) от платы для удобства их замены. Также я выпаял задающий конденсатор и сделал отводы (коричневый-белый) для удобства подбора его емкости. В моем инвертере задающий конденсатор был пленочный 60 нФ x 250 вольт. Я поставил популярные транзисторы BC547B — Частота генерации составила около 140 кГц. Напряжение между коллектором и эмиттером каждого и транзисторов представляло половинки синусоид — напряжение между коллекторами — синусоиду — Для получения постоянного напряжения я подключил к выходу инвертера четырехступенчатый умножитель — На выходе умножителя я подключил пленочный конденсатор емкостью 100 нанофарад на напряжение 630 вольт. При подключении мощного блока питания с выходным напряжением 9 вольт, мне удалось получить на нагрузке умножителя из двух включенных последовательно резисторов сопротивлением 4,7 мегаома каждый напряжение составило около 600 вольт. При этом транзисторы BC547B заметно грелись. Одним из дальнейших вариантов улучшения работы генератора является использование составных транзисторов 2SC5707:
Регулировка выходного напряжения Для возможности управления выходным напряжением требуется наличие возможности отключения инвертера от источника питания. Это может быть выполнено по стандартной схеме с использованием pnp-транзистора. pnp-транзистор позволяет иметь общую «землю» (common ground) для высоковольтной и низковольтной части схемы. Для оценки возможности использования различных транзисторов в этой схеме я собрал модель в симуляторе LTspice —
Файл модели — CCFL_PNP.asc. Во всех случаях напряжение на нагрузке (резисторе R1) при отключенном резисторе R3 составляло менее одного нановольта («pull-up» резистор R2 подтягивает базу к «плюсу» питания). Но при включенном резисторе значения напряжения заметно отличались в зависимости от напряжения насыщения между коллектором и эмиттером у того или иного транзистора.
Тип транзистора
Напряжение на нагрузке, В
2N3906
8,92
BC327-40
8,73
BC557C
5,97
BC857C
7,87
2N2907
8,78
2N5087
8,82
КТ361Г
8,15
КТ3107Л
8,89
КТ814В
8,94
КТ816В
8,91
КТ818В
8,93
Применение генератора высокого напряжения Я использовал описанный высоковольтный генератор совместно с умножителем и схемой регулировки выходного напряжения в самодельном дозиметре.
Модуль драйвера BLDC двигателя жесткого диска — принципиальные электрические схемы включения и обзор готовых блоков.
Волновое управление, двухфазное и способ регулирования тока в обмотках шаговых двигателей.
Схема гитарного комбо-усилителя с блоком эффектов на базе микросхем TDA2052, PT2399 и TL072.
— сайт ludens.cl (различные схемы питания флуоресцентных ламп)
