Bezpośrednie podświetlenie tylne LED telewizorów LCD firmy LG na podstawie modelu 47LG90

Transkrypt

1 Bezpośrednie podświetlenie tylne LED telewizorów LCD firmy LG na podstawie modelu 47LG90 Zygmunt Grabowski Wprowadzenie Podświetlanie matrycy LCD diodami LED może być realizowane na kilka sposobów. Ogólnie można wyróżnić dwie główne kategorie: Edge krawędziowe oraz Full pełne lub bezpośrednie Pierwsza metoda jest znacznie tańsza i bardziej energooszczędna, druga droższa, jakościowo lepsza ale nie pozwalająca na wytwarzanie ultracienkich telewizorów. Podświetlenie Edge LED Jest to podświetlenie krawędziowe. Oznacza to, że diody oświetlające matrycę umieszczone są tylko na jej krawędziach. Pozwala to na konstruowanie telewizorów płaskich, zużywających mało energii elektrycznej oraz tanich, zarówno w zakupie, jak i eksploatacji. Czy zatem jest to obarczone jakimiś negatywnymi konsekwencjami? Niestety tak. Przeciętny użytkownik nie będzie w stanie odróżnić podświetlenia Edge LED od starego podświetlenia lampami fluorescencyjnymi. Równomierność podświetlenia jest praktycznie niemożliwa do osiągnięcia, jasny obraz zawsze będzie jaśniejszy przy krawędziach niż na środku ekranu, a czarny przy krawędzi zawsze będzie szary. Są pośrednie rozwiązania tego problemu, opisane poniżej. Podświetlenie krawędziowe jest dość często stosowane przez producentów. W tym przypadku sekcja marketingowa kładzie nacisk na niezwykle cienką obudowę oraz niską cenę sprzętu. Dla klientów przedkładających wygląd urządzenia nad jakość obrazu rozwiązanie to wydaje się idealne. Podświetlenie Full LED lub Direct LED Pełne podświetlenie matrycy LCD, czyli Full LED albo Direct LED jest kierowane dla użytkowników o wyższych wymaganiach jakościowych dotyczących równomierności odtwarzania obrazu. Konstrukcja takiego telewizora jest nieco grubsza niż telewizorów z podświetleniem krawędziowym LED, ponieważ warstwa diod LED umieszczona jest pod całym ekranem. Telewizor wygląda więc odrobinę mniej estetycznie (co jest oczywiście sprawą gustu), ale ma jedną niepodważalną zaletę praktycznie idealny obraz. Podświetlając równomiernie całą matrycę, producenci całkowicie wyeliminowali efekt krawędziowania, czyli właśnie rozjaśniania obrazu przy krawędziach ekranu. Całość podświetlona jest dokładnie tak samo, co oznacza, że testowy obraz biały czy czarny będzie miał wszędzie tę samą intensywność barw. Telewizory z podświetleniem Full LED są droższe w zakupie oraz eksploatacji. obliczeniowe najnowszych telewizorów są na tyle duże, że nie jest wielkim problemem sterowanie natężeniem świecenia nawet pojedynczej diody. Dlatego też producenci opracowali podświetlenie prawie idealne. Miejscowe wygaszanie podświetlenia, jak można przypuszczać, potrzebne jest do lepszego eksponowania czerni w wyświetlanym obrazie. System idealnie sprawdza się w modelach Full LED, w których procesor może dokładnie wygaszać te rejony, które mają być czarne. Opinie specjalistów są raczej zbieżne Full LED z miejscowym wygaszaniem jakością dorównuje wyświetlaczom plazmowym. Miejscowe, a raczej strefowe wygaszanie jest również oferowane w modelach Edge LED, ale niestety efekt nie jest tak spektakularny jak w telewizorach z podświetleniem bezpośrednim. Owszem, można dzięki temu uzyskać głębszą czerń, ale nie eliminuje to całkowicie efektu nierównomierności podświetlenia całej matrycy. Inwertery sterowniki podświetlenia tylnego LED Informacje wstępne W opisywanym telewizorze zastosowano diody LED do podświetlenia tylnego ekranu panelu wyświetlacza sterowane inwerterami. Te diody LED (ich świecenie lub nie, intensywność ich świecenia, itd.) są sterowane zgodnie z wymaganą intensywnością źródła światła w zależności od zawartości obrazu (w szczególności współczynnika kontrastu). Sygnały sterujące do inwerterów są dostarczane z modułu T-CON. Napięcie zasilające B + () jest dostarczane z zasilacza SMPS. Struktura podświetlenia pełnego zawiera 8 pionowych kolumn i 16 poziomych wierszy, w których łącznie znajduje się 128 poszczególnych bloków diod LED. Każdy blok zawiera 12 diod LED (3 4). INWERTER M Sterowanie T-CON Sterowanie INWERTER S Funkcja miejscowego przyciemniania Funkcją poprawiającą nierównomierności podświetlania ekranu jest miejscowe przyciemnianie obrazu. Moce

2 Bezpośrednie podświetlenie tylne LED TV LCD firmy LG Sekcje inwerterów M i S sterowników podświetleniem tylnym LED INWERTER S Do modułu T-CON Do zasilacza SMPS Podstawy bezpośredniego podświetlenia tylnego LED Ogólny widok układu diod LED użytych do podświetlenia tylnego Do bloku podświetlenia tylnego LED Do bloku podświetlenia tylnego LED INWERTER M

3 Szczegóły struktury matrycy diod LED Poniższa ilustracja pokazuje w powiększeniu jedną z 1536 pojedynczych diod LED znajdujących się wewnątrz systemu podświetlenia tylnego. Pojedynczy blok jest sterowany przez płytę T-CON. Bloki te (ich świecenie) są modyfikowane zgodnie z intensywnością sygnału wideo dla konkretnej lokalizacji bloku diod. Innymi słowy, jeśli sygnał wizyjny jest ciemny w obszarze ekranu, który jest oświetlany przez dany blok diod LED, diody są wygaszone lub ich świecenie jest przyciemnione. Nie licząc poziomu dla czerni (czyli gdy dioda LED jest wygaszona) są 3 poziomy intensywności świecenia diod LED. Całkowita intensywność podświetlenia tylnego jest regulowana przez ogólny sygnał ściemniania z procesora BCM nazywanego sygnałem Digital-Dimming (dosłownie: cyfrowe ściemnianie). Ekran sk³ada siê z 128 bloków: 16 w poprzek i 8 w górê. Blok zawiera 12 diod LED: 3 w poprzek i 4 w górê. ¹cznie 1536 pojedynczych diod LED Dioda LED œwieci przy teœcie diodowym Odczyt: 2.4V Wymagane jest minimum 3 do za³¹czenia ( zaœwiecenia ) wszystkich 12 diod LED w bloku: dolne 2 piny na inwerterze M i górne 2 piny na inwerterze S Do sprawdzenia diod LED wymagany jest demonta panelu. Zwyk³e spolaryzowanie diody w kierunku przewodzenia spowoduje jej zaœwiecenie, jeœli dioda LED jest sprawna. Sprawdziæ nale y wszystkie piny po prawej stronie wzglêdem ka dego pinu po lewej stronie. Ściemnianie lokalne Poniższe rysunki pokazują zależność między reakcją diod LED podświetlenia tylnego w czasie rzeczywistym na odtwarzaną na ekranie treść wizyjną. PICTURE Dobre przykłady tych zależności oznaczono literami A, B, C i D, które przedstawiają ciemne obszary ekranu. Jak widać diody LED podświetlenia tylnego, są przyciemnione w tych samych obszarach, w których występują Local Dimming Screen (RGB-PC) : On TruMotion Demo ciemne treści wizyjne. Local Dimming Demo Color 60 Tint 0 Advanced Control Reset Aby zobaczyć działanie funkcji Local Dimming można w menu użytkownika, włączyć tryb demonstracyjny Local Dimming Demo, w sposób pokazano poniżej. Move R Enter G LED TruMotion On LED TruMotion Off RETURN Exit (A) (B) (C) (A) (B) (C) Treść wizyjna odtwarzana na ekranie TV LCD Reakcja matrycy podświetlającej typu Full LED

4 Schemat blokowy inwerterów sterujących pracą podświetlenia tylnego Full LED INWERTER M Sygna³y kontrolne ca³oœciowego i lokalnego œciemniania Ext VBR_B = PWM-DIM (ca³oœciowe œciemnianie) ON/OFF (Inwerter w³./wy³.) Ext VBR_A = PWM-DIM (ca³oœciowe œciemnianie) Sygna³y LVDS Video przetwarzaj¹ sygna³y lokalnego œciemniania CN8 CN1 CN9 LVDS 12V Quad 12 Bit LVDS Video Luminancja sterowana przez ustawienia jasnoœci SMPS Poziom luminancji steruje sygna³em steruj¹cym ca³kowitym œciemnianiem LVDS 12V Luminancja monitorowana w sekcjach steruje sygna³em lokalnego œciemniania Sygna³y kontrolne ca³oœciowego i lokalnego œciemniania ON/OFF (Inwerter w³./wy³.) Quad 12 Bit LVDS Video Ogólny szczyt jasnoœci INWERTER S 128 sekcji Napiêcie sta³e DC sterowane przez: Zawartoœæ treœci wideo Czujnik inteligentny Ustawienia w menu podœwietlenia u ytkownika STBY 5V, 12V PWR (Power On) Inv On/Off PWM-DIM PWR ON/OFF (Inwerter w³./wy³.)) P-DIM = Ext VBR_A = PWM-DIM (ca³oœciowe œciemnianie) 12V STBY 5V Relay On P-DIM I407 µp Quad 12 Bit LVDS Video I1000 Micronas Ustawienia podœwietlenia wyznaczaj¹ pu³ap jasnoœci podœwietlenia tylnego Menu u ytkownika Wybór podœwietlenia Dzia³a tylko P-DIM Menu u ytkownika Wybór jasnoœci Dzia³a tylko informacja luminancji I100 BCM Chip Luminancja MAIN PWB Sygna³ steruj¹cy Jasno Œrednio Ciemno Sygna³ steruj¹cy 39V 12 diod LED na 1 blok Inteligentny czujnik (monitor oœwietlenia pomieszczenia) Dzia³a tylko P-DIM Do podœwietlenia LED 16 bloków 16 bloków 16 bloków 16 bloków Ca³kowite œciemnianie powoduj¹ wszystkie bloki Lokalne œciemnianie powoduj¹ pojedyncze bloki Ka de z³¹cze steruje 8 blokami

5 Schemat blokowy układu całościowego sterowania jasnością podświetlenia tylnego Full LED I NWERTER M PWB (INWERTER S PWB) SMPS PWB MAIN PWB Do p³yty T-CON pin 13 Brak pinu 13 na (CN501) Brak pinu 13 lub 14 na (P205) PDIM (PWM Dimming Global control sygna³ steruj¹cy ca³oœciowym œciemnianiem) steruje jasnoœci¹ podœwietlenia tylnego za poœrednictwem menu OSD u ytkownika. Sterowanie jest realizowane przez uk³ad procesora BCM. Ciemniejszy obraz, ciemniejsze podœwietlenie tylne poprawia wspó³czynnik kontrastu. Zakres 0.3V 3.4V. VBR-B, PDIM, PWM-DIM, EXT_VBR-A sygna³y te maj¹ to same znaczenie. BR1 (œciemnianie analogowe) napiêcie ustalone na okreœlonym poziomie. VBR-A, BR1, VBR sygna³y te maj¹ to same znaczenie.

6 Rozwiązywanie problemów z inwerterami M i S napięcia na wybranych podzespołach CN3 CN4 CN6 CN5 CN804 CN801 CN501 IC11 1) 8MHz Y1 0.7V 0.6V IC10 1) 5V 3) IC12 L1 60Hz normalnie 300Hz b³¹d LED D302 L5 D1 1) Y V 0.6V D802 F505 () () F503 F504 5V D9 60Hz normalnie 300Hz b³¹d LED L505 L504 D507 F5 125V / 3A () F1 () D509 5V IC512 CN301 CN304 1) IC510 CN1 IC510 1) 5V 3) IC12 CN509 CN510 CN507 CN508 INWERTER M CN7 CN8 CN9 CN10 F502 () F501 () L2 L3 L4 D3 INWERTER M D503 D501 L502 L501 F2 () F3 () F4 () CN506 CN505 CN504 CN503 () D505 L503 1) INWERTER S INWERTER S

7 Wykrywanie i usuwanie usterek inwerterów Sprawdzenie rezonatorów kwarcowych Y1 i Y501 Bezpośrednie podświetlenie tylne LED TV LCD firmy LG Inwerter M Inwerter S 20mV 50ns 8MHz Funkcje diagnostyczne diod D302 i D802 Inwerter M góra CN304 Y1 D302 Inwerter S dół CN804 Y501 D802 Diody LED D302 i D802 pełnią funkcje wizualnych wskaźników stanu przetwornic (inwerterów). Jeśli inwertery i podświetlenie tylne LED działają normalnie (prawidłowo), te diody migają z częstotliwością 1 Hz. Jednakże, jeśli wystąpią nieprawidłowości ze sterowaniem podświetleniem LED, diody te będą migać 5 razy szybciej czyli z częstotliwością 5 Hz.

8 IC11 1) Y1 Sygnał TP 0.7V.6V 8.00 MHz CN3 60Hz normalnie CN Hz uszkodz. diody LED D302 CN4 IC10 5V 1) 5V L5 D9 CN301 3) N/C F5 CN5 CN6 IC12 1) CN7 CN8 Inwerter M CN3 CN Blok 8 9. Blok 7 8. Blok 6 7. Blok 5 6. Blok 4 5. Blok 3 4. Blok 2 3. Blok 1 2. B+ 39V 1. B+ 39V CN9 CN10 Inwerter M L1 L2 L3 L4 *PWM-DIM Do TCON przez pin 4 jako Ext VBR B. D1 *Ext VBR A Napięcie na pinie 13 zmienia się zależnie od ustawienia podświetlenia tylnego OSD od 0.3V dla 0% do 3.4V dla 100% D3 D5 D7 125V 3A F1 CN1 F2 F3 F4 Informacja o testowaniu podświetlenia LED znajduje się u dołu schematu inwertera S CN304 INWERTER M DO CN8 T-CON CN304 CN8 Pin Nazwa Label STBY Praca Run Test diodowy Pin 1,2,3 1 14,15, EXT_VBRBB.3/3.4V 1.3V Rozwarcie Open AFLC_SPI_EN 0.1V AFLC_DET 1.1V 1.1V VBR_LAT Rozwarcie Open 98 9 VBR_SIN Rozwarcie Open VBR_SCLK Rozwarcie Open 7 11 DRV_XLATO Rozwarcie Open 5 13 DRV_SIN0 1V DRV_SCLK0 1V DRV_BLK0 0.9V 0.9V 2 16 DRV_GSCLK0 1.7V 0.9V 0.9V 1 NOTE: Odsunąć czarny zatrzask w celu wyjęcia wtyku ze złącza Klawiatura boczna J3 Zasilacz P204 *PWM DIM Napięcie na pinie 13 zmienia się zależnie od ustawienia podświetlenia tylnego OSD od 0.3V dla 0% do 3.4V dla 100% P101 P204 SMPS do CN1 Inwerter PWB Pin Nazwa STBY Praca Test diodowy 1,2,3,4,5 0.72V 6,7,8,9,10 11 BRI 1.7V Rozwarcie 12 INV On-Off 3.2V Rozwarcie 13 *PWM-DIM.3/3.4V Rozwarcie 14 ERROR Rozwarcie P205 SMPS do CN501 Inwerter PWB Pin Label Nazwa STBY Praca Run Diode Test diodowy Check 1,2,3,4, V Rozwarcie 0.48V 6,7,8,9, *BRI 1.7V Rozwarcie Open 12 On/Off 3.2V Rozwarcie 3.15A / 25 Zakres 331V Odczyt F101 Panel frontowy (Interfejs) Odbiornik IR Włącznik sieciowy Lug J1 F100 SCHEMAT POŁĄCZEŃ WEWNĘ P205 P201 *PWM DIM Napięcie na pinie 22 zmienia się zależnie od ustawienia podświetlenia tylnego OSD od 0.3V dla 0% do 3.4V dla 100% 6.3A / 25 Bezp. A/C SC100 N L Czujnik inteligentny Czujnik inteligentny Stand-by 5V FL114 GND FL116 GND CN8 Uwaga: Płyta T-Con zakryta jest ekranem. P wkrętów przy pracy ze zdjęty Reg 2_5(2) 1) 2.5V 2) 3) 3.3V 3.4V D17 FL113 N/C GND CN7 U13 CN5 DO MODUŁU T Moduł T-CO FL21 U 3.3V MHz Sygnal TP1.7V 3.3V FL26 FL2 FL20 3.3V 3.3V 1.6V 12V do T-CON Pin 1, 2, 3, 4. CN1 UC12 L1 Uwaga techniczna: Jeśli widać, że brak podświetlenia tylnego, rozłą CN8 i CN9 i podłączyć ponownie zasilanie. Je podświetlenie powróci, powodem może być T-C F1 (12V) LVDS 125V P201 nieparzyste SMPS do P800 pł Pin Nazwa STBY Praca Tes V 16.2V V 12.3V 7 9 5V 5.1V 5.1V 11 5V 5.1V 5.1V Error 19 Power On 2.8V 21 BR1 1.7V 23 N/C P201 parzyste SMPS do P800 płyta Pin Nazwa STBY Praca Tes V 16.2V V 12.3V V 5.1V 5.1V 12 5V 5.1V 5.1V ACD 5V 5V 20 INV-On/Off 3.2V 22 *PWM-DIM *.3/3.4V 24 N/C *PWM-DIM (PDIM) Napięcie na pinie 22 zm zależnie od ustawienia podświetlenia tylne od 0.3V dla 0% do 3,4V dla 100% SMPS TEST 1: Wymuszenie włączenia. Ro P800 na płycie głównej. Zewrzeć piny 9,10,1 (5V) i 19 rezystorem 10k. (Test napięć 12V, SMPS TEST 2: Zwora między pinami 19 i 2 (Balast i wszystkie napięcia powinny się zał P404 Płyta główna Main do J1 Pin Nazwa STBY Praca Test diodowy 1 EYEQ-SCL 3.3V 3.3V 2.13V 2 EYEQ-SDA 3.3V 3.3V 2.13V Key1 3.3V 3.3V 1.77V 6 Key2 3.3V 3.3V 1.77V 7 3.3V 3.3V 0.55V 8 5V ST 5V 5V 1.48V

9 ĘTRZNYCH TV LED LG 47LG90 Pamiętać o założeniu ym ekranem. TFT ON U91 27 V ączyć eśli CON. V/3A CN4 16.1V CN2 U12 łyta główna st diodowy 0.49V 1.6V 1.27V 1.27V 1.6V a główna st diodowy 0.49V 1.6V 1.27V 1.27V 2.1V mienia się ego OSD ozłączyć 11 lub 12 16V i ). 20 (INV-ON). łączyć). FL22 3.3V D13 L3 3.4V L2 1) 3.3V 2) 3) 1.2V D12 LVDS P1000 IC1005 IC1007 Q900 IC1006 Q901 P800 IC1003 IC1004 IC407 Micro P404 LD803 IC809 Q803 IC804 IC501 Audio FL111 GND Reg 2_5(1) 1) 3.3V 2) 3) 2.5V Reg 1-2(2) CN9 FL118 GND FL112 GND P501 Do głośników IC810 X MHz 1.5V Q400 IC405 IC805 IC807 IC404 IC802 IC400 Reset BCM *LD803 świeci, gdy układ IC809 generuje 3.3V BCM UWAGA: Odsunąć czarny zatrzask w celu wyjęcia wtyku ze złącza CN804 INWERTER S DO CN9 T-CON CN9 CN804 Pin Pin Nazwa STBY Praca Test diodowy Pin 14,15,16 1,2,3 13 Rozwarcie AFLC_SPI_EN 0.13V AFLC_DET 1.1V 7 9 VBR_LAT Rozwarcie 8 8 VBR_SIN Rozwarcie 9 7 VBR_SCLK Rozwarcie 10 6 DRV_XLATO Rozwarcie 12 4 DRV_SIN0 1V DRV_SCLK0 1V DRV_BLK0 0.9V 15 1 DRV_GSCLK0 1.7V 0.9V 16 P1001 IC1000 True Motion Micronas X MHz IC100 BCM Broadcom Pin Płyta główna (cyfrowa) Aktualizacja oprogramowania P200 X MHz 1.5V P800 do P201 Test diodowy 3.1V 1.48V 1.48V 2.86V 1V P404 Płyta główna Main do J1 cd. y Pin Nazwa STBY Praca Test diodowy 9 Ready Czujnik podczerwieni 10 IR 3.9V 3.9V 1. Czunik inteligentny 11 EYEQ-Reset Ready 14 PWB-Buzz 3V 15 Pin Test diodowy 3.1V 1.48V 1.48V 1.89V LED TESTING: IC812 1 (9V) 2 (3.3V) 3 (5V do tunera) 4 () 5 () IC812 IC803 1 (12V) 2 () 3 (9V) 16 VIF 14 SIF TUNER 3 (5V) 1 IC803 Odłączyć wtyki od złączy płyty. Z zasilacza prądu stałego DC podać napięcie od + 3 do + 38V (+) do pinu oznaczonego (B +) na wiązce. Drugi przewód ( ) podłączyć do pinów oznaczonych (blok 1 8), aby świecił każdy blok diod jeden po drugim. Nie przekraczać napięcia 38V dla jednego bloku. * Piny są odwrócone między inwerterami M i S. D505 L504 L503 L502 IC512 1) Y501 Sygnał TP 0.7V.6V CN510 Pin 1,2 39.8V 8.00 MHz CN804 CN509 Pin 1,2 39.8V D802 60Hz normalnie 300Hz uszkodzenie diody LED L505 IC510 F505 CN801 D509 1) 5V N/C 125V 3A 3) 5V CN501 F504 F503 F502 Inwerter S D507 CN508 Pin 1,2 39.8V CN507 Pin 1,2 39.8V IC12 1) D503 CN506 Sterowanie podświetleniem Pin 1,2 39.8V Jasno Średnio CN505 Pin 1,2 39.8V Ciemno Sterowanie podświetleniem może być realizowane przez informację wizyjną, ustawienia podświetlenia lub ustawienia jasności. Sprawdzić lub zresetować ustawienia przy diagnostyce. L501 F501 CN504 D501 Pin 1,2 39.8V Inwerter M Inwerter S CN3 CN10 CN503 CN510 CN Blok 8 1. B+ 39V Pin 1,2 39.8V 9. Blok 7 2. B+ 39V 8. Blok 6 3. Blok 1 7. Blok 5 Do 4. Blok 2 Do 6. Blok 4 diod 5. Blok 3 diod 5. Blok 3 6. Blok 4 4. Blok 2 LED 7. Blok 5 LED 3. Blok 1 8. Blok 6 2. B+ 39V 9. Blok 7 1. B+ 39V 10. Blok 8

10 Testowanie bloków podświetlenia tylnego Full LED Masa 10. pin od do³u Masa 3. pin od do³u Œwieci blok 8. Œwieci blok 1. Blok 8 Blok 7 Blok 6 Blok 5 Blok 4 Blok 3 Blok 2 Blok 1 B+ 39V B+ 39V INWERTER M Z CZA BOCZNE (lewa strona patrz¹c z ty³u) ród³o napiêcia sta³ego DC 3 38V oba piny dolne Blok 1 Blok 2 Blok 3 Blok 4 Blok 5 Blok 6 Blok 7 Blok 8 Prawa krawêdÿ ekranu Œrodek ekranu PRZED TESTOWANIEM OD CZYÆ Z CZA OD P YTY Przypada 8 z³¹czy na inwerter DO TESTU Lewa krawêdÿ ekranu Œrodek ekranu INWERTER S Z CZA BOCZNE (prawa strona patrz¹c z ty³u) ród³o napiêcia sta³ego DC 3 38V oba piny górne CN503 przez CN510 Blok 1 Blok 2 Blok 3 Blok 4 Blok 5 Blok 6 Blok 7 Blok 8 Masa 3. pin od góry Masa 10. pin od góry Œwieci blok 1. Œwieci blok 8. B+ 39V B+ 39V Blok 1 Blok 2 Blok 3 Blok 4 Blok 5 Blok 6 Blok 7 Blok 8 }