LED-драйверы задней подсветки ЖК панелей. Схемотехника на примере ИМС ADD5201
Буквально несколько лет назад в качестве задней подсветки ЖК панелей широко применялись флуоресцентные лампы различных типов (CCFL — Cold Cathode Fluorescence Lamp, EEFL — External Electrode Fluorescent Lamp). В настоящее время практически все панели, за очень редким исключением, в качестве источника света задней подсветки используют белые светодиоды (White LED — WLED). Так как размеры светодиодов малы, то для создания светового потока соответствующей мощности требуется большое количество светодиодов, как правило, исчисляемое несколькими десятками. Чаще всего их размещают на подложке в виде узкой светодиодной линейки (рис. 1).
Все множество светодиодов разбивается на несколько групп последовательно включенных светодиодов — WLED-линеек. В каждой такой группе находится от 6 до 10 WLED. Таким образом, если для задней подсветки необходимо, например, 64 WLED, то их можно распределить на 8 линеек, каждая из которых будет состоять из 8 последовательно включенных светодиодов (рис. 2).
Ток каждого WLED, используемого в задней подсветке, как правило, находится в диапазоне 20…40 мА. Поэтому в каждой линейке должен протекать ток именно этой величины. Также следует напомнить, что падение напряжения на открытом WLED находится, чаще всего, в диапазоне 3…4 В. Таким образом, к WLED-линейке необходимо приложить напряжение, приблизительно равное произведению количества светодиодов на величину падения напряжения на одном из них (именно поэтому на рис. 2 указано напряжение питания 34 В).
Еще на один аспект работы задней подсветки необходимо обратить внимание — это стабилизация и регулировка тока светодиодов. Без стабилизации тока невозможно говорить о качественной подсветке, так как без обратной связи световой поток будет изменяться под действием различных факторов, например, в зависимости от температуры WLED. Потому необхо-
димо контролировать величину тока, протекающего через светодиоды, и в случае изменения тока его необходимо стабилизировать.
Теперь несколько слов о регулировке. Любой дисплей предполагает регулировку такого параметра изображения, как яркость. Регулировка яркости в ЖК панелях традиционно осуществляется изменением мощности светового потока задней подсветки, т.е. изменением яркости источника света. Поэтому в системе задней подсветки необходимо предусмотреть возможность изменения тока светодиодов в ответ на некоторое внешнее управляющее воздействие (например, вращение ручки регулировки яркости). При этом изменение тока светодиодов должно осуществляться пропорционально величине входного управляющего сигнала. Процесс регулировки яркости в зарубежной литературе называют диммингом (Dimming).
Таким образом можно отметить, что корректная работа светодиодов невозможна без соответствующего управления, осуществляемого специализированными микросхемами-контроллерами. Эти ИМС называются драйверами светодиодов (LED Driver). К функциям LED Driver также можно отнести и включение-выключение светодиодов по внешнему управляющему сигналу (рис. 3). Под термином LED Driver понимают, с одной стороны, микросхему, а с другой стороны, весь модуль, включающий и микросхему, и ее внешние элементы.
В настоящее время для управления светодиодами разработаны микросхемы LED-драйверов, выполняющие абсолютно все необходимые функции. Интегральное исполнение этих микросхем позволяет сделать схему управления LED чрезвычайно компактной.
Отметим основные функции интегральных LED-драйверов:
- контроль (регулировка) и стабилизация тока LED;
- программирование величины тока LED;
- ограничение тока LED на безопасном уровне;
- формирование, контроль и стабилизация питающего напряжения LED;
- защита от превышения напряжения на LED;
- термическая защита;
- регулировка яркости LED-линеек (Dimming);
- защита от низкого напряжения питания ИМС;
- защита от обрыва в цепи LED-линеек.
Выше уже отмечалось, что для работы LED-подсветки требуется относительно высокое напряжение — от 20 до 40 В, в зависимости от количества светодиодов в одной линейке. Откуда берется это напряжение, ведь на ЖК панель оно не подается? Оказывается, это напряжение формирует из какого-либо низковольтного напряжения (обычно из 12 В) повышающий DC/DC-преобразователь, установленный на плате ЖК панели. Этот повышающий DC/DC-преобразователь также является элементом LED-драйвера (рис. 4). Существуют разные варианты схемотехники повышающих преобразователей для LED, но в большинстве современных ЖК панелей применяется так называемый Boost-регулятор, эквивалентная схема которого представлена на рис. 5.
Рис. 4. Структура LED-драйвера
В современных ИМС LED-драйверов узел DC/DC-преобразователя интегрирован в ИМС. Это позволяет значительно упростить схему подсветки за счет снижения количества внешних элементов, а также за счет использования единой схемы управления. Традиционным решением для современных LED-драйверов является интегральное исполнение силового транзистора BOOST-регу ля то ра и наличие встроенной схемы ШИМ контроллера, управляющего этим силовым транзистором (рис. 6). Такое исполнение позволяет LED-драйверу контролировать напряжение светодиодов, управлять им и осуществлять защиту от превышения данного напряжения.
Теперь перейдем к рассмотрению реальной схемы LED-драйвера. В настоящее время LED-драйверы и DC/DC-преоб ра зо ватели напряжения светодиодов физически размещаются на управляющей плате ЖК панели. Существуют и другие варианты, например, когда LED-драйвер расположен на основной плате монитора (рис. 7). Но такое решение не носит массового характера, поэтому остановимся на традиционных подходах.
Сегодня производители микросхем предлагают различные LED-драйверы в количестве, достаточном для выпуска справочника по ним на многие сотни страниц. В матрице, которая попала к автору на ремонт, для управления задней подсветкой используется контролер ADD5201, выпускаемый компанией Analog Devices. Сама же панель типа LP173WD1(TL) (N2) производится компанией LG. ИМС LED-драйвера находится недалеко от микросхемы TCON и рядом с разъемом, к которому подключается модуль задней подсветки (рис. 8).
На ЖК панель поступают цифровые данные о цвете в формате LVDS через внешний 40-контактный однорядный разъем CN1. Кроме сигналов LVDS через контакты 31-40 разъема CN1 на матрицу подаются сигналы управления LED-подсветкой.
Разъем для подключения светодиодных линеек CN2 является 9-контактным, однако два из них не задействованы. В данной модели матрицы все светодиоды объединены в пять цепочек (рис. 9).
Принципиальная электрическая схема LED-драйвера ЖК панели LP173WD1 на основе ИМС ADD5201 приведена на рис. 10. Количество внешних элементов ИМС минимально. Пояснения к принципиальной схеме представлено в виде описания назначения выводов ADD5201, приведенного в таблице. ИМС ADD5201 предназначена для управления восемью LED-линейками, в то время как в рассматриваемой схеме она управляет пятью LED-линейками. Остальные выводы, соответствующие управлению светодиодами (выв. 13-15) подключены к «земле», и неясно, то ли эти контакты не используются, то ли они могут быть задействованы для управления светодиодами, но выключены только в данной схеме.
Лучшее понимание того, как функционирует ADD5201, дает ее блок-схема, она приведена на рис. 11.
Типовые неисправности LED-подсветки на основе ИМС ADD5201
Хочется отметить, что микросхема ADD5201 достаточно часто применяется для построения драйверов, управляющих LED-подсветкой ЖК панелей. Ее можно встретить на панелях самых разных производителей и самых разных размеров. Также следует упомянуть, что из-за большой популярности этой микросхемы и ее широкого применения, количество упоминаний ADD5201 при описании неисправностей LED-подсветки достаточно велико.
При неработающей LED-подсветке, в первую очередь, необходимо обратить внимание на токовый предохранитель, установленный в цепи питания LED-драйвера (F2 на рис. 10). Сгоревший предохранитель — далеко не редкость в подобных схемах.
Если предохранитель в обрыве, то в обязательном порядке следует убедиться в исправности силового транзистора BOOST-регулятора, интегрированного в ADD5201. Типовой проблемой этого транзистора является его пробой. Убедиться в отсутствии пробоя транзистора можно измерением сопротивления между выводами 23, 24 микросхемы ADD5201 и «землей». Наличие низкого сопротивления (единицы Ом) указывает на неисправность транзистора и на необходимость замены микросхемы.
Если предохранитель цел, но LED-подсветка при этом не работает, а на светодиоды подается напряжение около 12 В (равно входному напряжению VLED), то можно говорить о неисправности микросхемы ADD5201.
Интернет-ресурсы
1. ссылка скрыта от гостей
Алексей Конягин
Журнал «Ремонт и Сервис»
Источник
Сайт Виктора Королева
Простыми словами о ремонте телевизоров и домашней бытовой техники своими руками
Ремонт светодиодной подсветки и led драйвера
Ремонт светодиодной подсветки и led драйвера
Телевизоры с жидкокристаллическими LED экранами способны обеспечить четкое изображение, обладают утонченным дизайном и имеют множество полезных функций. В этих моделях изображение передается на дисплей с помощью светодиодной подсветки, равномерно расположенной по площади матрицы.
Признаки поломки светодиодной подсветки
За функцию подсветки отвечает цепь светодиодных ламп, состоящая из многих звеньев, поэтому достаточно часто происходят поломки её отдельных элементов. В том случае, когда подсветка даёт сбой, у LED телевизора может отсутствовать изображение, хотя звук присутствует и аппарат реагирует на команды, поданные с дистанционного управления: каналы переключаются, меняется уровень громкости. Если внимательно посмотреть на дисплей, можно увидеть темное изображение и даже различить силуэты фигур, но поврежденная подсветка не дает возможности воспроизвести картинку, как положено.
Светодиодная подсветка ж/к телевизора может давать сбой по одной из двух причин:
перегорание одного или нескольких светодиодов;
нарушение в работе LED-драйвера
Идентифицировать причину поломки достаточно сложно, так как проверка всех звеньев в цепи подсветки — это долгая и кропотливая работа. Мастер должен измерить напряжение на каждом светодиоде и таким образом найти поврежденный.
Есть и другой способ проверки LED подсветки – подавать независимое питание на каждую ленту подсветки, выяснив, таким образом, ленту, на которой находятся неисправные светодиоды, а потом по отдельности проверить каждый диод на этой планке.
Если все элементы в порядке, значит, причина поломки кроется в LED-драйвере, установленном, обычно, на блоке питания телевизора.
Если изображение выглядит деформированным или дёргается, причина сбоя заключается в неисправности драйвера, механическом повреждении шлейфов или потере контакта. Также, возможно искажение изображения при картинке нормальной яркости, появление полос и разводов на отдельных участках экрана. Следует учесть, что такие же симптомы возникают и при обрыве контактов шлейфа, поэтому важно правильно определить проблему. Если при нажатии на экран картинка восстанавливается или, наоборот, появляются новые полосы, значит, проблема в шлейфе и LED-подсветка тут ни при чем.
Причины поломки LED-драйверов
Светодиодная подсветка часто выходит из стоя даже в телевизорах с жидкокристаллическими экранами от ведущих брендов. Основной причиной сбоя является избыточное питание: производители по умолчанию настраивают изображение на максимальную четкость и яркость, чтобы увеличить привлекательность товара. Обычно покупатели используют заданные настройки и в результате подача тока на светодиоды превышает допустимый уровень и элементы быстро перегорают.
LED-драйвер является блоком питания подсветки, рассчитанным на определенную мощность. При постоянно повышенной нагрузке обрываются электролитические конденсаторы блока и подсветка отключается. Поломку легко устранить, если заменить деталь на более мощную. Нередки случаи, когда в электросети происходят скачки напряжения. В этом случае может выйти из строя один из элементов LED драйвера:
транзистор, необходимый для преобразования электрических импульсов;
низкоомный резистор, который служит предохранителем;
конденсаторы.
При выходе из строя одного или нескольких элементов блока экран телевизора ненадолго включается, а затем гаснет. В этом случае светодиодная подсветка вспыхивает на несколько секунд, затем происходит перегрузка цепи и полное отключение драйвера. Это происходит при перегреве: плотно закрытый корпус блока не имеет вентиляции и при повышении температуры может давать сбой.
При избыточной нагрузке на драйвер срабатывает защита от перенапряжения и подача тока к цепи подсветки прекращается. В этом случае в цепи происходит обрыв и подсветка гаснет.
Если на светодиоды подаётся завышенное питание, лампы быстро перегорают. В этом случае даже невооруженным глазом можно заметить потемнение на обратной стороне цепочки. LED-драйвер отвечает за стабилизацию напряжения и при превышении рекомендованной нагрузки прерывает подачу тока. При стандартной силе тока в 400mA нагрузка на светодиодные лампы превышает норму и они выходят из строя уже через короткое время. Чтобы избежать поломки, необходимо ограничить поступление электрического тока до того момента, когда нагрузка станет избыточной. При силе в 300 mA яркость ж/к экрана незначительно снизится, но при этом температура нагрева светодиода упадёт на 35°C: с 95 до 60 градусов.
Чтобы исправить такую поломку, необходимо провести замену электролитических конденсаторов и проделать несколько вентиляционных отверстий в корпусе блока.
Чтобы заранее предупредить проблему и увеличить срок эксплуатации телевизора, необходимо уменьшить яркость подсветки экрана, установленную производителем. Это не отразится на качестве и четкости картинки, изображение станет более естественным и легким для восприятия, а дорогостоящий телевизор будет служить намного дольше.
Канал в YouTube — Телемастер, группы в ВК «Самоделкин» и в Ок «Телемастерская«.
34 комментария
Здраствуйте Виктор, надеюсь вы подскажите что делать телевизор рубин 55 м10, уходит в дежурный режим нажимаешь кнопку включения на пульте красная лампочка загораеться зеленоым это продолжается 5 секунд примерно и он уходит в дежурный режим,началось все с того что он с начала долго включался потом включился но изображение было сужено по вертикали с горизонтальными полосами с верху и низу и потом как он прогрелся стало все нормально, я его разобрал и все детали целые только не был пропаяин 1 из 2х больших дроселей 2 дросель который расположен в области кадровой.пропаяил результатов это не дало,я попробывал прибаить растр и телевизор включился,я его выключил и вернул растр на место и он опять стал не включаться
Привет! Скорее всего неисправные конденсаторы в строчной развертке. замените все электролиты по питанию строчной и кадровой разверток.
Здравствуйте на подсветку подается питание всего 8.7 вольт, где копать причину неисправности?
Здравствуйте Виктор! С Новым годом вас, Рождеством Христовым! Такой вопрос: телевизор LG42pc3rv включается нормально (с нормальной яркостью), после примерно 5 минут работы яркость становится все меньше и меньше (изображение еле просматривается в темноте). Т.е. изображение сильно темнеет. Наверное электролиты в Led драйвере могут барахлить? Как вы думаете? Заранее благодарен за ответ.
Виктор здравствуйте, не встречались с тв lg32lf560v, полетела подсветка все 18 шт светиков, с драйвера прет 222в(перебор в 2 раза)3s111менял ,все также напряжение плавает на диодах выходных.
Виктор здравствуйте !нужна ваша помощь специалиста по ремонту телевизора, Подскажите пожалуйста как разбирать lg49lb620v для замены светодиодов с лицевой стороны или можно корыто снять сзадней стороны всунув пластиковые пластины где защёлки какие нюансы есть как правильно снять матрицу,опыта нет поэтому интересуюсь,один раз уже меняли в сервисе через год опять сломался.что это за такие диоды в чем проблема ? специально так сделали что горели и гоняли в их сервис))).
Брал Самсунг 6 серии работает 3 год.
Спасибо за ответ.
Спасибо что помогаете начинающим.
Нужно снимать матрицу, чтобы добраться до подсветки. В большинстве случаев разбирать нужно с лицевой стороны. Чтобы перегорание светодиодов не происходило в дальнейшем, нужно уменьшить ток подсветки в блоке питания телевизора. На этом сайте есть пару статей по этому поводу. Также можете зайти на канал https://www.youtube.com/channel/UCDB9sbl0zUkXV2J8mTP1JTg там тоже есть видео как уменьшать ток подсветки.
Спасибо Виктор за ответ,по поводу уменьшения тока спасибо, подскажите ещё как правильно снять матрицу 49 нужны ли присоски или можно без них обойтись, матрица останется на раме и за рамку ее демонтировать на другой стол.если я начну разбирать с тыльной стороны вставив перед этим пластиковые пластинки в местах защелок не повредит такой способ матрицу.
Спасибо ещё раз за ответы.
Если есть присоски, это облегчает задачу — если правильно ими пользоваться. Матрице придется снимать полностью и перекладывать её на другой стол. также и светофильтры снимать придется. Не перепутайте очередность фильтров при сборке!
Большое спасибо Виктор за информацию.Подскажите еще звонил в центр там мне подсказали что нужно разбирать с тыльной стороны,еще вопрос по датчику тока подсветки обязательно нужно добавочное сопротивление чтоб уменьшить нагрузку на диоды? или просто в меню убрать на половину меньше подсветку поможет это?
Можно уменьшить яркость подсветки в меню, это то же самое. Только уменьшать надо именно «Яркость ПОДСВЕТКИ»
Спасибо вам за ответы и за помощь
Виктор здравствуйте! На LED телевизоре Hitachi отсутствует подсветка!Напряжение на входе подсветки при включении 24 вольта. Что может быть? Спасибо!
Или подсветка, или led драйвер. Проверьте, также, конденсаторы в бп.
Доброго времени суток. Подскажите пожалуйста. Телевизор Samsung UE46C5100. при подключении питания дежурка есть. А дальше при запуске начинаются щелчки релюшки и все. При этом напряжение на входных конденсаторах до 390v. Как я понимаю PFC отрабатывает. Что может вызывать уход в защиту. И как это проверить. Заранее спасибо.
С уважением, Максим.
Защиту может вызвать всё, что угодно. проверяйте вторичные цепи, питание подсветки, саму подсветку, стабилизаторы на майне
Добрый вечер! Телевизор lg43uh603 на экране появились синие пятна которые остаются даже если изображение сделать чб. Что может быть? Заранее спасибо
Вероятно, были удары или нажатия на матрицу в этих местах
добрый день! LED телевизор ELENBERG 24AH4030 -не включается ни с пульта ни кнопкой . Питания есть все на разъёмах. в чём может быть ещё причина? где то читал что при выходе из строя хоть одного светодиода в подсветке тоже не будет включаться -сработает защита . может такое быть? если защита сработала то где она находится и что собой представляет этот предохранитель? спасибо!
Верно, если подсветка неисправна, включаться не будет. Защита — это не предохранитель, а програмная система. так что, если все напряжения присутствуют, смотрите подсветку.
Подсветка исправна- проверил (если правильно конечно -тестер в режиме прозвонки все светодиоды горят )
Есть точно такой под разборку продают -думаю а не купить ли мне с него материнку целиком и поставить на свой ?
Если подсветка в норме. смотри led драйвер, стабы на материнке
Здравствуйте. Подскажите пожалуйста, как убрать логотип с экрана телевизора Elenberg 24 AH 4030 (демо режим если правильно я понял), расположенный в верхнем левом углу, при просмотре TV.При работе пультом исчезает а потом сразу появляется.
Если не убирается в меню, то попробуйте убрать в сервисном меню.
Здравствуйте! Нужна ваша помощь, сломался телевизор Irbis. Разобрали нашли проблему, перегорел лед драйвер, а так же сгорела светодиодная лента, все поменяли потом подключили для поверки и лед драйвер начал в течении минуты нагревается и дыметь. Подскажите из за чего это происходит?
Драйвер меняли? Новый задымился? Если да, то может где замыкание в подсветке или смотри бп
Здравствуйте.tv grundig 40vle6142c.В подсветке поменял 2 сгоревших светодиода.Включил без матрицы-подсветка не горит.Может без матрицы тв не включится?
Должно включаться и без матрицы
LG 27ms53v-pz LA 33A около 3 лет нормально работал при максимальной подсветке (так требовалось); в настоящее время через 2-3-4-5 часов работы (по разному) экран (подсветка) начинает мигать,после выключения на 30-40мин. или снижения уровня подсветки на 50% — работоспособность восстанавливается
Подвесил на проц. и правый край(очень сильный нагрев) (если смотреть с обратной стороны) вентиляторы-режим длительно держится нормально.
Вопрос = = ломать заднюю крышку под вентиляторы не желательно —
что-нибудь известно про пластик задней крышки — может он теплопроводный и можно вентиляторы подвесить снаружи (кроме процессора конечно) или может кто как-то решал проблему дополнительного охлаждения? может водяное как-то пристроить = ? или все-таки добираться до ключа (AOD478) драйвера и поменять на более мощный , хотя дальше разбирать прибор совершенно не тянет…
main tp.s512.pb83 48 дюймов не было изображение по ВЧ. Купил такой же майн … но снят с 32-ой диагонали. Там напряжение подсветки 70 вольт, а в купленом 40 вольт. Подскажите пожалуйста как повысить напряжение??
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.
Источник