Пример диагностики и выявления неисправностей инвертора источника питания 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.