Gsadryer.ru

Промышленное оборудование
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Подсветка для телевизора: назначение и варианты установки

Подсветка для телевизора: назначение и варианты установки

Вообще говоря, монитор на жидких кристаллах представляет собой устройство, которое состоит всего из нескольких основных компонентов. Это матрица пикселей, подсветка и верхний защитный слой. При этом само изображение генерируется матрицей пикселей, но так как она совсем не излучает свет, то приходится подсвечивать ее сзади. Можно и спереди фонариком посветить, но вряд ли кто-то будет сидеть и светить в монитор во время работы Для этого используется подсветка.

Раньше, в старых моделях ЖК мониторов, она была электролюминесцентная, то есть трубка с газом, как в лампах для освещения школ, офисов и так далее. Понятно, что в мониторах и телевизорах такие лампы гораздо меньших размеров, да и газ там другой, но главное принцип работы прежний. Теперь же, в большинстве новых моделей, используется светодиодная подсветка, то есть LED (светоизлучающие диоды).

При использовании ламп они устанавливаются по периметру экрана, а чтобы разнести свет от периметра к центру равномерно – используются светоотражатели и светорассеивающие фильтры.

При использовании же светодиодной подсветки возможны два варианта. Первый – традиционный, дешевый и практичный – такая же установка по периметру. В этом случае делается все так же как и с лампами – диоды устанавливаются по периметру и их свет разносится к центру светоотражателями и различными фильтрами. Но, естественно, улучшение качества ( равномерности) подсветки по сравнению с электролюминесцентными лампами при этом никакого не будет. Но, однако же, плюсы есть! Уменьшение расхода электроэнергии при использовании LED-подсветки уменьшается в несколько раз. Как, собственно, и выделение тепла.

Все вышеописанное относится к бюджетной – белой подсветке (хотя она на самом деле синяя, просто используются дополнительные желтые фильтры). Ее и устанавливают по бокам с той же целью – экономия денег. Такие мониторы быстрее раскупаются, так как не отпугивают потребителей своей ценой. Но есть и другой вариант установки подсветки – по всей поверхности матрицы. Она уже гораздо равномернее и качественнее, а плюс к тому еще и цветная. Да, это так называемая, RGB LED-подсветка. Она представляет собой RGB светодиоды трех цветов: красный, зеленый и синий. Располагаясь по всей площади матрицы, такая подсветка способна отключаться, для получения абсолютно черного цвета на экране, а способна подсвечиваться определенным цветом, придавая картинке яркость, а цвету насыщенность.

Однако, так как ячейки могут быть довольно крупными, то при полном отключении части подсветки для получения черного цвета, может быть задета и часть изображения, которая должна быть яркой. Но, скорее всего это все решится просто увеличением количества светодиодных ячеек или вообще управлением отдельных диодов самостоятельно, просто потребуется больше вычислительных мощностей центрального процессора у монитора.

В любом случае, цветопередача RGB LED-подсветки гораздо лучше и ярче. Сочная картинка гарантирована. А в целом, применение любого типа LED-подсветки, будь то белая или цветная, вполне оправдано. Ведь мы получаем неоспоримые преимущества. А именно: уменьшение потребления электроэнергии в несколько раз, по сравнению с применением электролюминесцентных ламп, уменьшение выделяемого тепла, а в случае с RGB вариантом, еще и улучшение равномерности подсветки и ее цветопередачи. Поэтому всем советую при покупке монитора брать именно с LED-подсветкой. А вот как выбрать остальные комплектующие читайте в моей подробной статье.

Читайте так же:
Схема импульсного реле для выключателя света

Способы определения мощности светодиода

На самом деле способов как узнать потребление не так уж и много, поэтому давайте остановимся на каждом из них и рассмотрим более подробно.

Мультиметром

Этот способ самый сложный и не является точным, прибегать к нему советую только в крайнем случае, когда достаточно хотя бы примерных значений.

Определить мощность лазерного светодиода при помощи мультиметра нельзя!

Имея на руках только один мультиметр (он же тестер), для измерения следует выполнить следующую последовательность действий:

  1. Собрать схему с подключенным светодиодом через токоограничивающий резистор на 500 Ом от блока питания с плавной регулировкой напряжения от 0 до 12 В. схема проверки мощности светодиода
  2. Плавно поднимая напряжение на блоке питания, следует постоянно измерять напряжение на блоке питания и светоизлучающем диоде, т.е. до резистора и после (в местах V1 и V2). В таком способе удобно использовать два мультиметра или два вольтметра. Изначально, значения напряжений будут почти одинаковы (разница не более 0,1В). При достижении определенного уровня, начнется ощутимый рост разницы измеряемых значений.
  3. Зафиксировать значение напряжение
  4. Подключить проверяемый светоизлучающий диод через резистор 10 Ом последовательно с амперметром. Если нет амперметра, используйте мультиметр. схема проверки мощности светодиода
  5. Поднимите напряжение до зафиксированного ранее значения V
  6. Зафиксируйте значение тока и, используя закон Ома, определите мощность светодиода.

Как это сделать, читайте ниже.

Иногда люди сталкиваются с интересной особенностью, проверяемый светоизлучающий диод исправен (проверяют светодиод мультиметром), но никак не светится при подаче на него питания. Оказывается, что он инфракрасный. Определить ИК — светодиод можно посмотрев на него через объектив камеры. Он будет светиться.

По закону Ома

В самом начале статье мы упоминали формулу мощности, которая вытекает из закона Ома. Там же приведен пример расчета потребления. Зная формулу (P=I*U), а также силу тока (I) и напряжение (U) светодиода, Вы без труда узнаете сколько потребляет светодиод.

Закон Ома

По внешнему виду

Определить сколько потребляет светодиод по внешнему виду практически не возможно, поэтому этим способом также рекомендую пользоваться только в крайнем случае, так сказать в безвыходной ситуации. Методика визуального определения сводится к возможности отнесения «узнаваемого» к какому-либо известному Вам типу светоизлучающего диода. Определяем для «подопытного» тип светодиода (а лучше марку и модель, это можно сделать по маркировке) и ищем к нему даташит, в котором можно найти точные характеристики, в том числе и мощность.

Давайте посмотрим, как применить способ на практике. Например, на руках у нас имеется светоизлучающий диод, как на фото ниже.

Светодиод SMD 5050

Сразу видим, что это SMD LED. Зная то, что в названии SMD LED зашифрованы габариты. Берем штангенциркуль и меряем размеры. Получив значения ширины – 28 и длины – 35 мм, можно с уверенностью сказать, что это светодиод SMD 3528. Мощность SMD 3528 белого цвета составляет 0,06 Вт. Это значение является средним, т.к. оно может варьироваться плюс – минус 15% в зависимости от производителя.

Мощность светодиода зависит от излучаемого им цвета. Поэтому узнав характеристики для светодиода белого цвета, стоит знать, что для красного или зеленого они будут другие.

Рассмотренная выше методика применима к любому SMD LED и даже для светодиодной ленты, т.к. в ее основе лежат данные LED. Узнав мощность одного светоизлучающего диода на ленте, и посчитав их количество, Вы без труда узнаете мощность всей светодиодной ленты.

Читайте так же:
Ток пропускаемый через светодиоды

Для наглядной демонстрации определения мощности светодиодной ленты, рекомендуем посмотреть соответствующее видео с ютуба. При расчетах автор пользуется законом Ома.

А в чем же отличие от обычного диода?

Оказывается, световой диод все же отличается от обычного (сигнального) диода. Основное отличие, конечно же, заключается именно в конструкции. Так, у светодиода есть специальная полусферическая защита, которая хранит его от ударов и других механических воздействий извне. Также очень любопытен тот факт, что светодиодный переход самостоятельно излучает довольно мало фотонов. Именно по этой причине корпус светодиода специально делают из эпоксидной смолы, которая позволяет направить фотоны, идущие в другие стороны строго вверх.

Встречаются иногда и очень необычные формы светодиодов. Среди них и прямоугольная, и цилиндрическая и даже форма в виде стрелки. Все зависит от того, куда нужно концентрировать свет, а это зависит от цели, для которой этот светодиод создается.

Принцип работы светодиодов

Любой светодиод имеет p-n-переход. Свечение возникает при рекомбинации электронов и дырок в электронно-дырочном переходе. P-n переход создается при соединении двух полупроводников разного типа электропроводности. Материал n-типа легируется электронами, p-типа – дырками.

При подаче напряжения электроны и дырки в p-n-переходе начинают перемещаться и занимать места. Когда носители заряда подходят к электронно-дырочному переходу, электроны помещаются в материал p-типа. В результате перехода электронов с одного энергетического уровня на другой выделяются фотоны.

Не всякий p-n переход может излучать свет. Для пропускания света нужно соблюсти два условия:

  • ширина запрещенной зоны должна быть близка к энергии кванта света;
  • полупроводниковый кристалл должен иметь минимум дефектов.

Реализовать подобное в структуре с одним p-n-переходом не получится. По этой причине создаются многослойные структуры из нескольких полупроводников, которые называются гетероструктурами.

Для создания светодиодов используются прямозонные проводники с разрешенным прямым оптическим переходом зона-зона. Наиболее распространенные материалы группы А3В5 (арсенид галлия, фосфид индия), А2В4 (теллурид кадмия, селенид цинка).

Цвет светоизлучающего диода зависит от ширины запрещенной зоны, в которой происходит рекомбинация электронов и дырок. Чем больше ширина запрещенной зоны и выше энергия квантов, тем ближе к синему излучаемый свет. Путем изменения состава можно добиться свечения в широком оптическом диапазоне – от ультрафиолета до среднего инфракрасного излучения.

Светодиоды инфракрасного, красного и желтого цветов изготавливаются на основе фосфида галлия, зеленый, синий и фиолетовый – на основе нитридов галлия.

Читайте так же:
Ток потребления ярким светодиодом

Обладая множеством достоинств, светодиоды не лишены недостатков. Все чаще на ремонт несут телевизоры таких именитых брендов типа LG или Samsung, в которых сгорает светодиодная подсветка. Порой, виной выхода из строя подсветки являются не сами светодиоды, а и неправильная эксплуатация телевизоров. Для себя я выделяю три причины выхода из строя светодиодов.

Первая причина – это просчет самих производителей. При ремонте LED подсветки, очень часто попадается такая ситуация, когда при замере тока протекающего по светодиодам, оказывается что он завышен. К примеру, в планках подсветки, где максимальный ток должен быть около 250 mA, по факту получаем около 400-450 mA. Естественно, при таком токе на телевизоре получается яркая картинка, но светодиоды быстро выгорают. После замены светодиодов на новые, приходиться уменьшать ток, тем самым спасая телевизор от повторного ремонта, а хозяина техники от повторных затрат.

Вторая причина – брак светодиода. Так как и в любых запчастях, периодически можно попасть на брак детали. В своей практике мне попадались случаи, когда сгорал всего один светодиод, а остальные были в полном порядке. Просматривая все светодиоды под микроскопом на предмет трещин, измеряя ток потребления, я не находил неисправностей. Все оказывалось в норме. Заменив всего один светодиод, телевизор отправлялся к хозяину, после чего продолжал служить ему верой и правдой.

Третья причина – постоянный просмотр телевизора на максимальной яркости. Данный режим работы тоже влияет на долговечность работы подсветки. Я рекомендую всегда смотреть телевизор, на уровне подсветки не больше 70-75 %, так как это существенно увеличивает срок службы телевизоров.

Где лучше покупать светодиоды для ремонта

Светодиоды раньше я покупал на радио рынке, но в последнее время они там стали стоить не прилично дорого. После этого, по совету знающих мастеров покупаю только у проверенных продавцов на алиэкспресс. Замена светодиодов LED подсветки матриц ТВ производиться не очень сложно, как это делаю я можете посмотреть в этой статье.

Замена светодиодов с помощью стола-печки описана здесь.

Перечень светодиодов которые мною покупались прилагаю ниже.

ФотоНазваниеСсылка для покупки
Светодиоды 2 вт 6 вольт на LG размер 3535 (большая площадка анод(+) ) Покупаю здесь
Светодиоды 6 вольт на LG 1 Вт размер 7030 Покупаю здесь
Светодиоды 3 вольта на LG 0.5 Вт размер 7020 Покупаю здесь
Светодиоды 3 вольт на LG размер 3528 (большая площадка анод(+) ) Покупаю здесь
Светодиоды 3 вольт на Samsung 1 Вт размер 3537 Покупаю здесь
Светодиоды 3 вольт на Samsung размер 7032 Покупаю здесь
Светодиоды 3 вольта на Samsung 0.5 Вт размер 5630 Покупаю здесь
Светодиоды 3535 2вата 6 вольт на LG (большая площадка катод(-)) Покупаю здесь

Для крепления линз после перепайки светодиодов, использую клей E8000. Им же клею сенсора планшетов и телефонов. Покупаю клей всегда здесь:

В дальнейшем, когда попадется телевизор с неисправными светодиодами, опишу весь процесс замены светодиодов на новые. Так что следите за новостями сайта.

Включая телевизор при помощи пульта ДУ, пользователь услышит звук, но не увидит изображения. При этом, как и раньше, будут переключаться каналы и выполняться все другие операции, если вы сможете управлять ТВ «вслепую». Заметив такую ситуацию, стоит подойти вплотную к матрице и внимательно к ней присмотреться. Желательно также направить на экран телевизора световой луч фонарика, который позволит увидеть изображения. Это значит, что непосредственно матрица ТВ работает, но отсутствует подсветка. Причин у такой поломки может быть всего две:

  1. Проблема с драйвером контроля LED-подсветки.
  2. Неполадки самой подсветки (перегорание одной либо нескольких линеек с распаянными по периметру светодиодами).
Читайте так же:
Уличный выключатель света с пультом дистанционного управления

Предварительная диагностика телевизора

При включении телевизора, появляется звук, но изображения нет. Телевизор реагирует на пульт и кнопки. Если присмотреться, то видно, что на матрице есть изображение, но нет LED подсветки. Из этого можно сделать вывод, что неисправен сам драйвер контроля подсветки, или сгорела какая-то линейка светодиодов.

Разборка телевизора

Определившись с возможной неисправностью, приступил к разборке. Положив телевизор матрицей на стол, первым делом снял подставку, которая держится на трёх болтах. Далее открутил остальные 10 болтов по периметру, после чего смог снять заднюю крышку.

При снятии задней крышки, необходимо следить за шлейфом от джойстика, который необходимо отсоединить, после чего крышку можно отставлять в сторону.

Телевизор состоит из трёх плат, а именно блока питания, на плате которого и собран драйвер подсветки, слева плата main, и снизу плата управления матрицей t-con.

Определение неисправности

В LED телевизорах все светодиоды подключены последовательно. Это означает, что при обрыве любого из светодиодов, вся подсветка LED перестанет работать. Как я говорил ранее, основных причин неисправности подсветки две: LED драйвер или светодиоды.

Если неисправен драйвер, то в большинстве своем, на светодиоды не поступает никакого напряжения. Если же неисправна линейка светодиодов, то на клему подачи питания будет идти напряжение порядка 200вольт, иногда оно может пульсировать от 150 до 200. Это говорит о том, что драйвер пытается засветить подсветку, но нагрузка в качестве светодиодов отсутствует, и драйвер выдает максимальное напряжение. Данный процесс я лично понимаю так.

Сняв плату блока питания, определил, что питание на светодиоды поступает через D9101C на конденсатор, после чего я решил померять на нем напряжение. Подключив мультиметр оказалось, что напряжение на нем гуляет в пределах 190-210в.

Блок питания UE32F5000AK. 200в вместо 130-140в.

Это означает, что драйвер работает в холостую, и проблема в самой линейке светодиодов. Для меня это была не очень хорошая новость, так как я очень неохотно берусь за разборку матриц в силу неопытности и отсутствия условий для ремонта.

Разборка LED ЖК матрицы

С девизом «не навреди», приступил к разборке матрицы. Подготовив второй стол, на который буду слаживать матрицу, первым делом отключил шлейфа от ЖК панели к плате T-con. Осмотрев более детально строение телевизора, увидел, что сама матрица держится на 2-х рамках, которые крепятся на защелках. С начала снял первую рамку. Для этого телевизор подложил на заднюю стенку, и постепенно, начиная с верха, начал отщелкивать защелки. Особое внимание обращал на низ матрицы, чтоб не повредить шлейфы. Верхняя рамка снялась очень легко.

Читайте так же:
Стабилизатор тока для светодиодных лент своими руками

Далее, придерживая матрицу, положил телевизор на перед, шлейфами вниз.

Аккуратно вынул платы матрицы(дешифраторы) из пазов, чтоб они начали свободно свисать.

Отключение матрицы от t-con

Снятые с защелок дешифраторы матрицы

Скажу сразу, это настолько кропотливый процесс, что нервы у меня были на пределе. Освободив дешифраторы с защелок, взял телевизор за вторую рамку и аккуратно поднял. Матрица осталась лежать на столе.

Вторая рамка с рассеивающими пленками

Убрав матрицу на другой стол, продолжил разборку. От щелкнув вторую рамку, снял рассеивающую пленку, добрался до светодиодов.

снятие второй рамки

Под светодиодами стоит белый отражатель, который держится на 4 стопорных клипсах.

отражатель с стопорными клипсами

Сняв их, смог убрать отражатель.

Строение LED подсветки телевизора.

Как можно увидеть из картинки, матрица телевизора состоит из пяти линек светодиодов по девять светодиодов каждая. Если взять во внимание, что каждый светодиод питается приблизительно от 3-х вольт, то имеем, что одна линейка светодиодов для работы использует около 27 вольт(3 * 9 = 27). Для того, чтоб проверить какой светодиод сгорел, сначала находимо найти в какой линейке произошел обрыв светодиода. Для этого, поочередно подключаем к линейке из 9-ти светодиодов питание 27в, и какая линейка не загорелась в той и обрыв. Далее, поочередно к каждому светодиоду подключаем питание 3в,и ищем какой светодиод не горит.

В моем случае, определить сгоревший светодиод оказалось очень легко, так как он очень сильно грелся, вследствие чего рассеивающая линза на нем сменила цвет и немного поправилась.

Температура была такая, что текстолит с обратной стороны так же прогорел.

Что представляет собой ЖК-телевизор?

Если осознать, что «LED-телевизор» по своей сути – ЖК-ТВ с мощным пиаром, станет ясно, что подавляющее большинство всех продаваемых телевизоров базируются на ЖК-технологии, и это положение сохраняется более десяти лет.

Разработанные (наряду с плазменными панелями) для замены громоздких ТВ с электронно-лучевыми трубками ЖК-модели оснащаются подсвечиваемыми с тыла панелями на жидких кристаллах. Вначале применялась подсветка флуоресцентными лампами с холодным катодом, сегодня же ее практически повсеместно сменили светодиоды (см. выше).

По сравнению с первыми поколениями современные ЖК-телевизоры намного легче, тоньше, ярче, красочнее и дешевле в производстве; они давно избавились от присущих ранним образцам проблем типа недостаточной глубины черного цвета и неубедительной контрастности.

Сегодня на рынке множество превосходных ЖК-моделей по отличным ценам, но нельзя отрицать, что в целом OLED-телевизоры лучше. В будущем, когда они станут намного более доступными, а место на вершине новых технологий займет что-то другое (возможно, microLED), ЖК-панели разделят судьбу ЭЛТ-телевизоров – но сегодня их еще рано списывать в утиль.

Вся техника была протестирована в специальных комнатах «What Hi-Fi?»
https://www.whathifi.com/news/about-us

Подготовлено по материалам портала «What Hi-Fi?», май 2020 г.

Поделитесь статьёй:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector