Продолжаем рассказывать о микросхемах контроллеров, управляющих лампами CCFL в блоке задней подсветки LCD-мониторов. Сегодня в поле нашего зрения попала микросхема FAN7314, которая получила достаточно широкое применение в инверторах задней подсветки.
Микросхема FAN7314 является полнофункциональным контроллером, предназначенным для управления преобразователем (инвертором), который построен по схеме последовательного резонансного контура, управление напряжением на лампах обеспечивается методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), при этом частота генерации задается внешними элементами, и может находиться в диапазоне от 30 кГц до 250 кГц, в зависимости от характеристик ламп CCFL и параметров импульсного трансформатора.
К основным особенностям микросхемы можно отнести следующие ее возможности:
- дает возможность построения одно ступенчатого преобразователя с высоким КПД;
- имеет широкий диапазон питающих на пряжений (от 6В до 25.5В);
- позволяет обойтись минимальным количеством внешних элементов для построения полноценного инвертора;
- имеет встроенный прецизионный формирователь опорных напряжений с точностью до 2%;
- поддерживает полумостовую топологию ZVS (переключение при нулевомнапряжении);
- обеспечивает функцию «мягкого старта» (Soft-Start);
- поддерживает ШИМ-управление на фиксированной частоте;
- поддерживает регулировку яркости аналоговым методом или импульсным методом Burst-Dimming;
- позволяет программировать частоту генерации во время процесса «поджига» памп;
- обеспечивает защиту от обрыва ламп;
- обеспечивает регулировку при обрыве ламп;
- обеспечивает термическую защиту.
 |
 |
Ремонт led подсветки, монитора samsungs24d390hl.
Микросхема FAN7314 выпускается в 20-контактном корпусе типа SOIC (рис.1). На рис.2 представлена ее внутренняя блок-схема. Назначение контактов FAN7314 приводится в табл.1. Мы не будем детально и подробно описывать работу микросхемы, т.к. объем информации, представленной в табл.1, мы считаем, достаточным для общего понимания основ функционирования контроллера. А для всех интересующихся деталями и подробностями, можно рекомендовать обращение к первоисточнику — Data Sheet’y на микросхему.
Таблица 1. Описание контактов контроллера FAN7314
Вход защиты от обрыва ламп (Open Lamp Protection). Микросхема блокируется, если напряжение на этом контакте достигает значения 2.5В.
Вход регулировки при обрыве ламп (Open Lamp Regulation). Функция регулировки представляет собой промежуточное состояние перед тем, как сработает защита от обрыва ламп. Если напряжение на этом контакте становится выше 2.0 В, микросхема начинает осуществлять регулировку напряжения на лампах с целью его ограничения. А в это время, конденсатор подключенный к контакту OLP начинает заряжаться внутренним источником тока 1.4 мкА. Когда напряжение на этом конденсаторе достигнет 2.5В, микросхема заблокируется.
Простой драйвер для ламп подсветки монитора
Вход разрешения работы микросхемы. Подача на этот контакт напряжения более 2 В приводит к запуску микросхемы. Если же напряжение контакта становится мене 0.7 В, то микросхема выключается, и работа инвертора прекращается.
Мягкий старт (Soft Start). Этот контакт должен быть подключен к «земле» через конденсатор. Емкость этого конденсатора определяет длительность периода мягкого старта, в течение которого длительность выходных импульсов микросхемы плавно нарастает (что позволяет обеспечить плавное нарастание и напряжения на лампах). Внешний конденсатор мягкого старта заряжается внутренним источником тока 6 мкА Мягкий старт длится до тех пор. пока напряжение на данном контакте не достигнет величины 2.65 В.
Выход опорного напряжения. Контакт является выходом внутреннего прецизионного источника опорного напряжения. На контакте после запуска микросхемы устанавливается напряжение 2.5 В.
Вход аналоговой регулировки яркости ламп. На этот контакт должно подаваться напряжение постоянного тока, величина которого определяет яркость ламп.
Вход импульсной регулировки яркости Burst Dimming. На это контакт подается аналоговое напряжение, которое будет изменять длительность прерывающихся «пачек» высокочастотных импульсов на выходах микросхемы, что, в итоге, будет определять яркость ламп.
Вход сигнала обратной связи. На этот контакт подается напряжение, снимаемое с резистора обратной связи, который измеряет величину тока ламп. Изменение напряжения на этом входе приводит к обратно-пропорциональному изменению длительности выходных импульсов микросхемы, а, соответственно, н к обратно-пропорциональному изменению яркости ламп. Контакт является входом внутреннего усилителя ошибки.
Выход внутреннего усилителя ошибки. На этом контакте формируется напряжение, пропорциональное входному сигналу обратной связи на контакте ЕА_ГМ. Однако этот вывод редко используется в практических схемах. Вывод чаще всего используется для задания частотной характеристики обратной связи (между выводом и «землей» включается конденсатор). Контакт, в принципе, может быть использован н для других различных целей (блокировок, дополнительных регулировок яркости, и т.п.).
Контакт к которому подключается частотозадающий конденсатор блока импульсной регулировки яркости Burst Dimming. Емкость конденсатора определяет длительность периода импульсной регулировки яркости- т.е. задает период следования «пачек высокочастотных импульсов» на выходах микросхемы. На контакте BCT формируется пилообразное напряжение низкой частоты (несколько сотен Гц). Для устранения видимых мерцаний задней подсветки на данном контакте необходимо задавать частоту не ниже 120 Гц. Заряд конденсатора, подключенного к контакту ВСТ, осуществляется внутренним источником тока, который программируется резистором, подключенным к контакту RT. Таким образом, частота импульсов Burst Dimming настраивается подбором емкости на контакте ВСТ и подбором резистора на контакте RT
Контакт для подключения частотозадающего резистора внутреннего генератора. Резистор, подключенный к этому контакту, определяет частоту сразу двух генераторов: основного генератора и генератора Burst Dimming.
Контакт для подключения частотозадающего конденсатора основного генератора. На данном контакте формируется пилообразное напряжение частотой несколько десятков кГц.
Выходы, на которых формируются высокочастотные импульсы, управляющие внешними полевыми транзисторами. OUTC и OUTD образуют пару, предназначенную для управления одним полумостом. Внутренний выходной каскад микросхем построен таким образом, что выходы OUTA, OUTB, OUTC и OUTD никогда не включаются одновременно.
Выходы, на которых формируются высокочастотные импульсы, управляющие внешними полевыми транзисторами. OUTC и OUTD образуют пару, предназначенную для управления одним полумостом. Внутренний выходной каскад микросхем построентаким образом, что выходы OUTA, OUTB, OUTC и OUTD никогда не включаются одновременно.
Силовая «земля» (общий для цепи питания).
Вход питающего напряжения. Микросхема включается, если напряжение на этом контакте достигает величины 5В.
Выходы, на которых формируются высокочастотные импульсы, управляющие внешними полевыми транзисторами. OUTA и OUTB образуют пару, предназначенную для управления вторым полумостом. Внутренний выходной каскад микросхем построен таким образом, что выходы OUTA, OUTB. OUTC и OUTD никогда не включаются одновременно.
Выходы, на которых формируются высокочастотные импульсы, управляющиевнешними полевыми транзисторами.OUTAиOUTBобразуют пару, предназначеннуюдля управления вторым полумостом. Внутренний выходной каскад микросхемпостроен таким образом, что выходы OUTA, OUTB, OUTC и OUTD никогда не включаются одновременно.
Контакт для подключения внешнего резистора, задающего частоту генерации ламп во время «поджига». Резистор, подключенный к этому контакту включается параллельно резистору на контакте RT только лишь на время поджига. Это приводит к снижению эквивалентного сопротивления, и, к следствие, к увеличению частоты на лампах. Через некоторое время после запуска микросхемы, внутренний транзистор закрывается, и изолирует резистор RT1 от «земли», в результате чего, далее частоту ламп определяет только лишь резистор RT. Таким образом, эквивалентное сопротивление увеличивается, что приводит к снижению частоты на лампах.
Монитор Benq и блок питания на ШИМ NCP1200
Введение. Наверное у каждого механика есть свой кошмар, если раньше кошмаром механика был ЭКР3101 (2101.1) то со временем об этих ККМ остались только воспоминания. Современные кошмары более узконаправленные, у нас это блоки питания на ШИМ NCP1200.
Соотношение пусковых и вторичных конденсаторов , а также логика работы — просто взрывает мозг механика воспитанного на классических импульсных блоках питания. Поломки этого блока питания ломают все стереотипы ремонта классических обратноходовых БП: выходят из строя те элементы, которые в обычных импульсных БП горят редко, режим короткого замыкания и холостого хода вообще не поддается логике , количество используемых запчастей значительно больше, а сам ремонт по себестоимости превышает все рамки приличия.
Немудрено, что механик воспитанный на классических блоках питания, теряется и… не может отремонтировать его за 15-30 минут, а значит ремонт такого блока питания экономически нецелесообразен и как результат – блоки питания механики отказывались ремонтировать по причине трудоёмкости. Так серия NCP1200 активно используется в мониторах Benq, то ремонт таких мониторов иногда завершался не начавшись, не разбирая корпуса — замеряли на клеммах разъема 220В сопротивление, и если оно было неравно 1 МОм, то монитор просто списывали за не ремонтопригодностью. Так продолжалось довольно длительное время пока не появилось немного времени для экспериментов над мониторами с блоками питания на ШИМ NCP1200 . Как и следовало ожидать поломка устранялась довольно просто, главное знать, что менять. Характерной особенностью неисправных блоков питания в мониторах Benq на ШИМ NCP1200 — неисправность очень грамотно маскируется под неисправность инвертора, скалера и как бы это не звучало абсурдно — блока питания, что может ввести в заблуждение механика. Рассмотрим два характерных ремонта ШИМ NCP1200 на примере монитора Benq Q9T4 (FP91G+U)/инвертор 4H.L2E02.A35
и монитора Benq Q7T4 (T705)/инвертор 48.L1C02.A11
Неисправность со слов заказчика. Монитор Benq Q9T4 (FP91G+U)
и Benq Q7T4 (T705)
не включается.
Первичная диагностика. Большинство блоков на ШИМ NCP1200 имеют одинаковую неисправность — блок питания 4H.L2E02.035 и 48.L1C02.A11 не исключение. Так как мониторы Benq на ШИМ NCP1200 имеют схожую схемотехнику, то будем использовать схему Benq Q9T4.
Диагностические мероприятия делятся на три этапа.
Замена выгоревших элементов. Конденсатора выпрямителя С605 (100мкФ*450В) и последующий за ним выход ключа Q601(2SK3264) и предохранителя F601(2А). Неисправность конденсатора С605 (100мкФ*450В) видна визуально, это отгоревшая и/или окислившаяся ножка.
С ключом Q601(2SK3264) тоже нет проблем в диагностике, при неисправном конденсаторе С605 (100мкФ*450В) он звонится накоротко по всем выводам и во все стороны. На этом этапе монитор включается, выдает логотип Benq и тут же выключается, индикатор питания также загорается и тут же гаснет.
Замена конденсаторов. Так как соотношение пусковых и выпрямительных конденсаторов для ШИМ NCP1200 нам неизвестно, то меняем конденсаторы с подстраховкой — один в один. На практике это означает следующее:
- Пусковой – С606, С611 (47мкФ*63В)
- Цепь +14В – С703, С704, С801, С802 (470мкФ*35В) хотя мы и рекомендуем менять 1 к 1, так как дросселя нет, сами же мы меняем по классическому варианту С703, С704 (470мкФ*35В) меняем на один конденсатор 1000мкФ *25В, а С801, С802 (470мкФ*35В).
- Цепь +5В – С707,С708 (1000мкФ*16В) и закрытый дросселем С709(1000мкФ*10В) меняем по классической схеме – С707,С708(1000мкФ*25В), а закрытый дросселем С709 (1000мкФ*16В).
- Цепь +3,3В – С712(1000мкФ*10В) меняем по классическому варианту на 1000мкФ*16В.
Итого по заводской схеме на 100 мкФ пускового конденсатора приходится 4000 мкФ вторичного фильтра, то есть в классическом понимании такой блок питания запускается без проблем, так как стандартная пропорция — 100мкФ запускают 4700 мкФ вторичных фильтров. Вот тут то и основная проблема – хоть пропорция идет с большим запасом, блок питания запускается на пределе своих возможностей. На этом этапе монитор может даже запустится, но шанс возврата такого монитора будет велик. Как правило даже 15 минутный тех прогон легко выявляет неисправность монитора.
Третий этап — ремонт . Монитор Benq Q9T4 (FP91G+U)/инвертор 4H.L2E02.A35 рассмотрим подробнее, а у монитора Benq Q7T4 (T705)/инвертор 48.L1C02.A11 отметим только особенности ремонта инвертора 48.L1C02.A11.
Ремонт. Монитор Benq Q9T4 (FP91G+U)/инвертор 4H.L2E02.A35 на холостом ходу блок питания выдает +14В, +5В, +3,3В, однако при включении без скалера на лампы, срабатывает защита и лампы отключаются. ШИМ инвертора выполнен на OZ9938GN, поэтому для отключения защиты шунтируем С818 резистором 10кОм -380кОм, любым, который найдется в этом диапазоне, пример отключения защиты ШИМ OZ9938GN.
Инвертор без скалера начинает стабильно работать с отключенной защитой ШИМ, при этом ничего не греется. Сопротивления выходных обмоток трансформаторов 1J.26049.021 407 и 425 ом.
Тут стоить одну особенность работы ШИМ OZ9938GN, при пропадании напряжения ШИМ выключается и требуется снова ее включить, так как блокировочный конденсатор С818 имеет очень маленькое время блокировки, то даже небольшая просадка блока питания может отключит инвертор. Однако с отключенной защитой при работе без скалера наблюдается стабильность работы ламп, то при подключении скалера происходит отключение ламп подсветки вне зависимости отключена защита или нет.
Может сложится впечатление, что скалер дает команду на выключение инвертора на уровне логики работы непосредственно скалера. Проверяем это предположение, снимаем предохранитель питания инвертора FP801 и убеждаемся, что картинка на экране появляется, хотя и без подсветки очень плохо различимая, на всякий случай заводим на инвертор 14 вольт с внешнего блока питания и убеждаемся, что инвертор работает и на мониторе появляется стабильная картинка.
Фактически имеем — инвертор в отдельности исправен, скалер в отдельности исправен, но при подключении к блоку питания получаем неисправный монитор. Блок питания нагружаем лампочкой на 1,5А (фактическое потребление инвертора 1,5-1,6А) и . блок питания успешно справляется с нагрузкой и без проблем держит указанный ток.
На этом этапе механик начинает понимать, что три исправных блока собранные в один монитор — должны давать в результате исправный монитор, однако этого не происходит. Поэтому достается осциллограф: при включении напряжение +5В проседало на почти на 2В, а вот напряжение +14В наоборот вырастало на 2В. Напряжение на пусковых конденсаторах так же возрастало.
Cтановится понятно, при включении всей нагрузки — инвертор плюс скалер, блок питания уходит в режим короткого замыкания. А раз так то круг пассивных элементов резко сужается, замена токового датчика R615(0,22Ом, 2Вт) на заведомо исправный резистор 0,22Ом, 2Вт полностью устранила проблему. Родной токовый датчик давал сопротивление примерно 0,5Ом, что и заставляло блок питания ложно уходить в защиту. Ремонт окончен.
Ремонт. Монитор Benq Q7T4 (T705)/инвертор 48.L1C02.A11 после произведённых всех вышеперечисленных работ в том числе и замены токового датчика R615(0,22Ом, 2Вт) инвертор повел себя неадекватно, на холостом ходу выдавал +14В, однако при подключении без скалера зажигал только половину ламп, а напряжение +14В просаживалось до +8В. При подключении инвертора от внешнего блока питания +14В, инвертор обеспечивал стабильную работу ламп CCFL. Как всегда подвел классический подход к ремонту мониторов, проверка инвертора проводилась без скалера, мы уже рассматривали подобный случай. Полностью собранный монитор выдавал питание на инвертор 22В, которое при включенных лампах просаживалось до 14,5В.
Заключение. Как можно понять блок питания на ШИМ NCP1200 имеет серьезные отличия в ремонте и диагностике от классических импульсных блоков питания.
Во первых, токовый датчик в этих блоках питания не сгорает, а только повышает свое сопротивление вместо положенных 0,22Ом сопротивление колеблется от 0,5 до 1,6 Ом. Поэтому перед разборкой монитора Benq следует запастись резистором 0,22Ом*2Вт.
Во вторых, режим короткого замыкания (пусковой режим) и режим холостого хода имеет значительные отличия от классических блоках питания, поэтому работоспособность блока питания следует проверять только в составе монитора без использования стандартных методов проверки.
В третьих, при выходе из строя силового ключа, ШИМ NCP1200 никогда не выходит из строя, объяснить этот факт мы не можем, но практика показывает удивительные наблюдения – ШИМ всегда выживает. И хотя мы всегда меняем связку ШИМ + ключ, в блоках питания на ШИМ NCP1200 делать этого совсем необязательно, а такая замена является наследием от ремонта классических импульсных блоков питания.
Источник: zipstore.ru