Ремонт и поддръжка на инвертори за лампи с подсветка за лаптоп LCD панели

Лаптопните екрани са LCD панели, чието подсветка (главно за бюджетни устройства) се осъществява от електролуминесцентни лампи със студена светлина (CCFL).

Повечето лаптопи използват една монтирана отдолу или L-образна лампа.

"Запалването" на лампата, както и нейното захранване в работен режим, се осигурява от DC/AC преобразувател (наричан по-долу инвертора). Инверторът трябва надеждно да стартира CCFL лампа с напрежение до 1000 V и стабилното си светене за дълго време при работно напрежение 500 800 V (в зависимост от размера на екрана). Лампите са свързани към инвертори според капацитивната верига. Работната точка на стабилно сияние е разположена на линията на пресичане на товарната линия с графиката на зависимостта на разрядния ток от напрежението, приложено към лампите. Лампите създават условия за контролиран светлинен разряд, работната точка е върху плоската част на кривата, което ви позволява да постигнете стабилно сияние на лампите за дълго време, както и да осигурите ефективен контрол на яркостта.

Инверторът изпълнява следните функции:

Преобразува 5.120 VDC в HVAC.
Регулира и стабилизира тока на лампата CCFL.
Осигурява контрол на яркостта.
Съответства на изходния етап на инвертора с входния импеданс на лампата CCFL при стартиране и работа.
Осигурява защита на веригата срещу късо съединение и свръхток.

Блок-схема на инвертора

На фиг. 1 показва типична блок-схема на инвертор за захранване с лампа CCFL в лаптопи. Инверторът се захранва от 5.120 V DC от захранването на лаптопа. Сигналът за включване на инвертора от централния процесор на лаптопа отива към ШИМ контролера. Импулсите, образувани от този блок, се подават към превключвателя на захранването, който превключва тока в първичната намотка на импулсния трансформатор. На вторичната намотка на трансформатора се генерира синусоидално напрежение под високо напрежение, което осигурява "запалването" на лампата CCFL. След запалване на лампата нейното захранващо напрежение пада до работното ниво (около 500 V) и се стабилизира с помощта на обратна верига. Контролната верига осигурява стабилност на ШИМ контролера, както и защита срещу късо съединение, пренапрежение и свръхток.

Фигура: 1. Типична блок-схема на инвертор за захранване с лампа CCFL в лаптопи

Представената блокова схема е практически реализирана както в дискретна, така и в интегрирана версия. Инверторът работи на отделна платка (виж фигура 2) и се свързва към дънната платка на лаптопа и лампата CCFL с помощта на гъвкави кабели.

Фигура: 2. Външен изглед на силовите инвертори за CCFL-лампи на лаптопи

Различни производители на лаптопи използват свои собствени модификации на инвертори, някои от тях са представени в тази статия.

По правило сигналите, идващи към щифтовете на интерфейсния конектор на инверторите, имат следните обозначения: ENA - включване, VIN - захранване, BRT ADJ-контрол на яркостта.

Основни електрически схеми на инвертори

Нека разгледаме схематична диаграма на инвертор, използван в лаптопите SAMSUNG (фиг. 3).

Фигура: 3. Схематична схема на инвертора, използван в лаптопите SAMSUNG

Чрез съединителя CN1, който свързва инвертора към основната платка на компютъра, захранващо напрежение +12 V (DC_IN), напрежение при включване на инвертора +1,5 V (BACKLIT_ON) и напрежение на затъмняване +0,1. 0,5 V (BRT_ADJ).

В основата на този инвертор стои push-pull автогенератор на елементите Q5, Q6, T1. Работната честота на осцилатора се определя от индуктивността на първичните намотки Т1 и параметрите на транзисторите. Автогенераторът се захранва от захранване за лаптоп чрез DC/DC преобразувател на елементите Q3, Q4, L1, D2. Схемата на елементите U1A и U1B генерира PWM управляващ сигнал, който превключва ключовия етап Q3, Q4 и задава работния цикъл на веригата. Контролният сигнал на входа на компаратора U1B е сумата от сигнала за обратна връзка, формиран от изходното напрежение на инвертора и контролния сигнал за яркост BRT_ADJ, генериран от процесора на лаптопа.

Доста често се среща инвертор (фиг. 4), при който MPS MP1101 IC се използва като ШИМ контролер. Подобен инвертор се използва в лаптопите HEWLETT PACKARD и COMPAQ.

Фигура: 4. Схематична схема на инвертора, използван в преносимите компютри HEWLETT PACKARD и COMPAQ

Характеристика на схемата на IC MP1101 е минималният брой външни компоненти. Микросхемата, в допълнение към самия ШИМ контролер, включва мощни MOS транзистори (N-MOSFET), така че няма нужда от външни транзистори. Изходният етап е изпълнен като мостова верига. Яркостта се регулира от импулсен сигнал BURST (щифт 3 JP1), който се подава към щифта. 3 (ByrST) микросхеми. Аналоговият вход за регулиране (пин 1) не се използва и е свързан към еталонно напрежение 5 V (пин 17). Към щифта се подава превключващото напрежение на лаптопа +4,5 V. 4 IC. Инверторът генерира 780 V захранващо напрежение при 70 kHz. Той осигурява напрежение на запалване на лампата около 1,5 kV.

На фиг. 5 показва схематична диаграма на инвертора Sumida ML1, използван в преносимите компютри Hewlett PACKARD. Основата на този инвертор е микросхемата OZ9938 (U2) на компанията O2MICRO.

Фигура: 5. Схематична диаграма на инвертора Sumida ML1, използван в лаптопите на HP

Микросхемата има устройства за защита срещу късо съединение в товара и срещу разрушаване (счупване) на CCFL лампи. Токът на лампата се контролира от веригата D1 R28 C2, сигналът от която се подава към щифта. 5 (ISEN) от контролера OZ9938. Напрежението на лампата CCFL се контролира от веригата C2 C5 R3 R5 R6 R11 D2, сигналът отива към щифта. 6 (VSEN).

IC OZ9938 генерира биполярни импулси, които се подават към полевите транзистори като част от модула U1. Канализацията на транзисторите се натоварва върху първичната намотка на трансформатора Т1. За разлика от типичната комутационна верига OZ9938, при която от 2 до 6 CCFL лампи са свързани към инвертора, когато се използват в лаптопи (една CCFL лампа), няма нужда да се свързват допълнителни възли, като по този начин се увеличава стабилността на работа, надеждността и дълготрайността инвертор.

Инверторът ALPS KUBNKM (фиг. 6) се използва, по-специално в лаптопите DELL, базира се на контролера OZ960 от O2MICRO.

Фигура: 6. Схематична схема на инвертора ALPS KUBNKM, използван в лаптопите DELL

На инверторната платка е инсталиран операционен усилвател от типа LM358, чиято комутационна схема е показана на фиг. 7.

Фигура: 7. LM358 схема на свързване и пиноут в DIP/SO пакет

Този IC се използва за захранване на светодиодите за подсветка на клавиатурата, разположени на една и съща платка. Това осигурява подсветка на екрана и клавиатурата, когато инверторът е включен в работен режим.

Разликата между тази схема и предишните е, че микросхемата OZ960 има два изхода (щифтове 11, 12 и 19, 20), всеки от които е проектиран да свързва два MOS транзистора с различна проводимост на канала (N- и P-MOSFET) . Транзисторите в сглобките U1 и U3 са свързани в мостова верига, първичната намотка Т1 служи като товар. Тази схема на свързване е увеличила надеждността на веригата. Сигналите за обратна връзка за ток и напрежение от вторичната намотка през съответните вериги се подават към щифта. 2 и 9 U2. Работната честота на IC се задава от елементите C5, R4, свързани към щифта. 18 и 17 U2 и е 63 кг c.

В режим на запалване честотата се увеличава до 75 kHz. Яркостта се контролира от аналогов сигнал DIM от щифт 3 на J1. В този случай нивото от 0,6 V съответства на минимума

яркост, а нивото от 2,1 V - максимално. Чипът U2 се захранва от 5 V (щифт 5) от захранването на лаптопа. За захранване на изходния етап на инвертора от същия източник се подава 12 V. Тази верига е защитена с предпазител F1.

Преносимите компютри ACER използват инвертор AMBIT. Базиран е на OZ960 IC и допълнителен контролер за управление на светодиодите на подсветката на клавиатурата OZ9950.

На фиг. 8 показва блок-схема на микросхемата OZ9950, а на фиг. 9 - диаграма на включването му.

Фигура: 8. Архитектура на IC OZ9950

Фигура: 9. Схема за включване на IC OZ9950

Автор: Владимир Петров (Москва)

Ремонт и поддръжка на инвертори за лампи с подсветка за лаптоп LCD панели

Препоръчва се за този материал .

Мнения на читателите