Metodyka testowania układów zasilających w monitorach LCD dla początkujących

Transkrypt

1 Metodyka testowania układów zasilających w monitorach LCD dla początkujących Rajmund Wiśniewski artykule omówiono sposoby postępowania w przypadku diagnozowania W uszkodzeń w monitorach LCD. Czynności te przeprowadza się najczęściej w zasilaczu i w inwerterze, dlatego istotna jest znajomość napięć, które należy pomierzyć, jak również krytycznych punktów pomiarowych. Jest to najszybsza droga do znalezienia rejonu, w którym nastąpiło uszkodzenie i znalezienia uszkodzonego elementu lub przyczyny nieprawidłowości. Znajomość krytycznych punktów pomiarowych i umiejętność przeprowadzenia pomiarów napięć i testów podzespołów są najszybszą drogą określenia, gdzie znajduje się wadliwie działający układ, a nawet pozwala na precyzyjne znalezienie uszkodzonego podzespołu. Wielu profesjonalnych naprawiaczy używa punktów pomiarowych do dokładnego zlokalizowania miejsca uszkodzenia. Poniżej zamieszczamy kilka wskazówek mogących przydać się w procesie diagnozowania uszkodzeń i identyfikacji wadliwie działających układów w monitorach LCD. Testowanie zasilacza W przypadku, gdy monitor nie działa i przypuszczalnie jest to wynikiem problemów z zasilaniem, pierwszą czynnością diagnostyczną jest zlokalizowanie mostka prostowniczego, a w nim wyprowadzeń, do których doprowadzone jest napięcie sieciowe i podłączenie do nich przewodów pomiarowych (fot.1). Pomiar napięcia na tych wyprowadzeniach odpowie nam na pytanie, czy do zasilacza monitora doprowadzone jest napięcie sieciowe. Na mierniku wybrać zakres pomiarowy napięcia zmiennego pozwalający zmierzyć napięcie większe od 230V Fot.2 W trakcie wykonywania pomiarów należy uważać, aby końcówki przewodów pomiarowych były przyłożone do wyprowadzeń mostka prostowniczego w sposób pewny i precyzyjny, tak aby nie spowodować zwarcia mierzonych wyprowadzeń z innymi, na przykład na skutek ześlizgnięcia się końcówki lub niedokładnego przyłożenia i zahaczenia o odizolowane fragmenty innych elementów wyprowadzeń, punktów lutowniczych, ścieżek, itp. Jeśli na mierniku odczytamy wartość około 230V AC, (tak jak na fotografii 2) oznacza to, że napięcie sieciowe jest doprowadzane z gniazdka sieciowego i bezpieczniki sieciowe są sprawne. Jeśli miernik pokazuje 0V, należy sprawdzić podzespoły przed mostkiem prostowniczym. Może to być uszkodzony bezpiecznik, wyłącznik sieciowy, niesprawny kabel sieciowy i posuwając się nadal wstecz nawet brak napięcia w gniazdku sieciowym. Oznaczenie bieguna ujemnego kondensatora filtru sieciowego Końcówki przewodów pomiarowych przyłożyć do wyprowadzeń AC mostka prostowniczego Fot.1 Tutaj po włączeniu należy spodziewać się napięcia stałego większego od 300V DC. Czarny przewód pomiarowy przyłożyć do bieguna ujemnego ( - ), czerwony do drugiego bieguna ( + ). Fot.3

2 Skoro stwierdziliśmy obecność napięcia sieciowego na wejściu mostka prostowniczego, kolejnym krokiem jest sprawdzenie napięcia na wyjściu mostka, a dokładnie na kondensatorze filtrującym wyprostowane napięcie sieci. Należy tu spodziewać się napięcia około 300V DC. Pomiar należy wykonać zgodnie z fotografią 3, końcówkę czarnego przewodu pomiarowego należy przykładając do ujemnego bieguna kondensatora, natomiast czerwoną do bieguna dodatniego. Pomiar należy wykonywać ostrożnie, gdyż przypadkowe zwarcie obu wyprowadzeń kondensatora spowoduje gwałtowne rozładowanie kondensatora (czemu będzie towarzyszyć silny przeskok iskry) i uszkodzenie zasilacza. Jak wspomniano, należy oczekiwać tutaj napięcia stałego, ponieważ diody działającego mostka prostowniczego wyprostowały napięcie sieciowe. Jeśli przewidywane napięcie jest tu obecne należy przejść do testowania napięcia zasilającego układ sterownika zasilacza, jeśli nie to znaczy, że wystąpiły problemy z mostkiem prostowniczym, zimnymi lutowaniami, przerwami ścieżek, itp. w układzie prostowania napięcia sieciowego. Testowanie napięcia zasilającego układ sterownika przetwornicy Na początek na podstawie schematu ideowego lub aplikacji scalonego układu sterownika należy zlokalizować wyprowadzenie (VCC), do którego jest doprowadzane napięcie zasilające ten układ. Jak już zidentyfikujemy to wyprowadzenie, końcówkę czerwonego przewodu pomiarowego należy przyłożyć do tej nóżki, a końcówkę czarnego przewodu pomiarowego do masy gorącej (HOT), na przykład do ujemnego bieguna kondensatora filtrującego wyprostowane napięcie sieciowe. Teraz można włączyć urządzenia (fotografie 4 i 5). W zależności od rozwiązania układowego zasilacza należy spodziewać się wskazania napięcia stałego z zakresu od 16V do 20V. Jeśli jest to prawidłowa wartość (zgodna ze schematem lub danymi katalogowymi układu), oznacza to, że mostek prostowniczy, kondensator sieciowy i układ startowy (rezystor startowy) pracują prawidłowo i można przejść do dalszych czynności. Jeśli nie jest to wartość prawidłowa, wymienione wcześniej elementy nie pracują prawidłowo i nadają się do wymiany, ale przed decyzją o ich wymianie koniecznie należy sprawdzić wartość oporności rezystora startowego. Kontrola napięć wyjściowych po stronie wtórnej Kontrola napięć wyjściowych po wtórnej stronie przetwornicy jest bardzo prosta. Należy końcówkę czerwonego przewodu pomiarowego przyłożyć do do katody diody, a końcówkę przewodu czarnego do masy zimnej po stronie wtórnej, na przykład do chassis i włączyć urządzenie (fotografie 6 i 7). Tutaj należy spodziewać się Diody napięć wyjściowych po stronie wtórnej Końcówkę czerwonego przewodu pomiarowego przyłożyć do katody diody, czarnego do masy zimnej i włączyć monitor. Powinna zostać wyświetlona wartość napięcia stałego (tu: 5.14V DC) Upewnić się, że końcówka dokładnie dotyka tylko wyprowadzenia VCC (nie spowodować zwarcia) Fot.5 Pokazuje napięcie 5.14V DC Fot.6 Czarną końcówkę przewodu pomiarowego przyłożyć do masy gorącej (ujemny biegun kondensatora filtru sieciowego), czerwoną do wyprowadzenia VCC układu sterownika Do wykonywania pomiarów napięć po stronie wtórnej końcówkę czarnego przewodu pomiarowego należy przyłożyć do masy zimnej (tu: do metalowego chassis bedącego na potencjale masy zimnej ) Fot.4 Fot.7

3 wskazań napięć stałych. Podsumowując dotychczasowe wyniki można skonkludować, że w momencie, gdy stwierdziliśmy, prawidłowe wartości napięć po stronie wtórnej, oznacza to, że wszystkie elementy i układy pracujące po pierwotnej stronie przetwornicy funkcjonują prawidłowo. Od tego momentu jeśli występują jakiekolwiek nieprawidłowości to są one zlokalizowane po wtórnej stronie przetwornicy. Kontrola regulatorów napięcia Jeśli napięcia wyjściowe zasilacza są prawidłowe, następnymi do sprawdzenia są napięcia zasilające układy płyty głównej. Najczęściej wytwarzane one są za pomocą scalonych regulatorów napięć. Zwróćmy uwagę na trójwyprowadzeniowy układ pokazany na fotografii 8 jest to najczęściej regulator napięcia zasilającego główne układy na płycie głównej. W większości monitorów LCD na module inwertera zamontowane są bezpieczniki Pico fuse o wartości od 2A do 3A Fot.9 zwarty podzespół może powodować obniżenie wartości napięcia. Żeby to stwierdzić należy podnieść (odlutować i podnieść do góry) jedno wyprowadzenie bezpiecznika i sprawdzić, czy napięcie wzrosło. Jeśli napięcie jest prawidłowe, problem występuje w układach występujących za bezpiecznikiem. Jeśli uzyskamy już prawidłowe napięcie na wyprowadzeniu zasilającym układ sterownika inwertera mamy Pokazuje wartość 2.5V (2.498V) na wyjściu regulatora napięcia Fot.8 Do wyprowadzenia nr 3 tego układu (zazwyczaj jest to nóżka wyjściowa) należy przyłożyć końcówkę czerwonego przewodu pomiarowego i odczytać wartość napięcia. Jeśli jest to napięcie na przykład z zakresu 2.5V do 3.3V, regulator jest sprawny. Jeśli napięcie jest nieprawidłowe, należy cofnąć się do wejścia tego układu i do elementów znajdujących się przed nim i tam poszukiwać przyczyny nieprawidłowości, pamiętając o tym, że uszkodzony może być również sam układ regulatora. Testowanie modułu inwertera Żeby moduł inwertera mógł funkcjonować, układ sterujący musi być zasilany z zasilacza napięciem VCC. To napięcie stałe, najczęściej o wartości od 12 do 16V DC, w zależności od konstrukcji monitora, zasila ono również układ Buck-Royera i transformator wysokiego napięcia. Jeżeli napięcie nie jest obecne albo zbyt niskie dla układu scalonego sterownika inwertera, ekran monitora będzie ciemny lub będzie się wyłączał w czasie pracy. Dlatego bardzo ważne jest upewnienie się, że układ sterownika inwertera jest zasilany prawidłowym napięciem z zasilacza. W tym celu końcówkę czerwonego przewodu pomiarowego należy przyłożyć do jednego wyprowadzenia bezpiecznika Pico fuse, czarną końcowkę do masy zimnej (fotografia 9). Odczytać wskazanie na mierniku powinno to być napięcie stałe rzędu kilkunastu woltów. Jeżeli brak napięcia lub jest ono za niskie, podejrzany jest bezpiecznik, dioda (diody) po stronie wtórnej lub sam zasilacz. Czasami Testowanie wyprowadzenia zasilającego układ sterownika inwertera Fot.10 Końcówkę czerwonego przewodu pomiarowego przyłożyć do wyprowadzenia doprowadzającego zasilanie do układu sterownika inwertera. Zwrócić uwagę na dokładne dotknięcie do nóżki. Fot.11

4 potwierdzenie, że układ startowy i płyta główna pracują prawidłowo. Jeśli napięcie wynosi 0V, a na bezpieczniku Pico fuse jest około 12 do 16V, podejrzana jest płyta główna (nie wysyła sygnału załączenia ON do obwodu startowego) lub nieprawidłowość jest w układzie startowym (fotografia 10 i 11). Testowanie transformatora wysokiego napięcia Testowanie transformatora wysokiego napięcia (fot.12) monitora LCD przeprowadza się podobnie jak sprawdzanie transformatora SMPS. Dlaczego transformator wysokiego napięcia dzwoni? Tak jest, ponieważ jest to transformator podwyższający napięcie (transformator step -up) z 10 20V do kilkuset woltów (a nawet ponad 1000V). Strona wtórna ma z reguły mniej wyprowadzeń, gdyż posiada tylko jedno uzwojenie Transformator wysokiego napięcia Fot.12 Strona pierwotna ma z reguły więcej wyprowadzeń, gdyż posiada kilka uzwojeń Są 3 metody testowania transformatora: można użyć testu rezystancji uzwojeń, testera flyback, który jest dokładniejszy w znajdowaniu zwarć między uzwojeniami, albo sprawdzenia napięć. Uzwojenie wtórne ma większą rezystancję z powodu większej ilości zwojów, ponieważ to jest transformator typu step-up (podwyższający napięcie) Fot.14 Test pomiaru rezystancji uzwojeń Uzwojenie pierwotne ma mniejszą ilość uzwojeń, przez co jego rezystancja jest bardzo mała (większość mierników rezystancji pokazuje 0 omów fot.13. Uzwojenie wtórne ma więcej uzwojeń, w związku z czym rezystancja jego jest większa fot.14. Omomierz pokazuje w zasadzie tylko, czy uzwojenie nie ma przerwy i nie jest wiarygodnym pomiarem ewentualnych zwarć międzyzwojowych. Do tego celu lepszym jest tester flyback. Należy upewnić się, że w mierniku został ustawiony zakres 10k do pomiaru rezystancji między uzwojeniem pierwotnym i uzwojeniem wtórnym. Miernik nie powinien pokazywać żadnego wskazania. Jeśli miernik pokazuje jakąś wartość rezystancji, oznacza to wewnętrzne zwarcie międzyzwojowe miedzy stroną pierwotną i wtórną. Dla przepalonego albo zwartego transformatora, jedyną drogą rozwiązania problemu i naprawy monitora jest zastąpienie go nowym transformatorem. Wykrywanie zwarć między uzwojeniami Otrzymanie prawidłowego wyniku pomiaru rezystancji nie oznacza, że transformator jest sprawny. Konieczne jest wykonanie testu uzwojeń za pomocą testera. Uzwojenie pierwotne rzadko bywa zwarte, za to uzwojenie wtórne ma zdecydowanie większe szanse na to, ze względu na większą ilość uzwojeń. Testowanie polega na umieszczeniu (podłączeniu) urządzenia testującego do wyprowadzeń uzwojenia wtórnego i odczytaniu wyniku Sprawdzenie uzwojenia wtórnego pokazuje zazwyczaj 1 do 4 pasków i ostatnia dioda LED miga Uzwojenie pierwotne transformatora zazwyczaj ma bardzo małą oporność (jest niskoomowe) Fot.13 Fot.15

5 na podstawie wskazań diod LED. Zależnie od uzwojeń transformatora jest ono dobre (nie ma zwarć), gdy: 1. LED się rozjaśni, a drugi będzie migał, rozjaśni się 2. LED, a 3. LED mignie lub w innych rozjaśni się 3. LED a czwarty miga. Te wskazania są prawidłowymi, wskazującymi na pełną sprawność transformatora wysokiego napięcia. Jeżeli brak jakiegokolwiek odczytu, wtedy najprawdopodobniej uzwojenia transformatora są zwarte. Test pomiaru napięcia Trzecia metoda polega na wykonaniu pomiaru, a dokładniej mówiąc na stwierdzeniu obecności napięcia na wyprowadzeniach wyjściowych transformatora. Należy włączyć monitor LCD i ustawić analogowy miernik na zakres do pomiaru napięć rzędu 1000V AC. Trzymając czerwoną końcówkę sondy pomiarowej szybko dotykać (tylko na moment) kontaktu złącza podświetlenia tylnego, tak jak na fotografii 16. Jeżeli zaobserwujemy szybkie wychylenie wskazówki, jest to dobry znak, wskazujący na najprawdopodobniej prawidłową pracę transformatora wysokiego napięcia. Jeżeli układ scalony sterownika inwertera nie pracuje prawidłowo, transformator nie będzie otrzymywał dostatecznej ilości energii i wówczas nie można użyć tej metody do jego przetestowania. Należy nabyć praktycznego doświadczenia, żeby z góry wiedzieć jakiej metody lub jakich metod testowania transformatora należy użyć w danym przypadku. Test pomiaru częstotliwości Jest jeszcze inna, unikalna metoda sprawdzania, czy moduł inwertera i transformator działa prawidłowo, czy nie. Należy po prostu umieścić końcówkę czerwonego przewodu pomiarowego na górze transformatora i wybrać w mierniku test częstotliwości (wcześniej oczywiście należy się upewnić, że miernik, który mamy do dyspozycji jest zdolny do pomiaru wysokich częstotliwości), a miernik będzie wychwytywał częstotliwość fot.17. Przyłożyć końcówkę czerwonego przewodu pomiarowego miernika analogowego do wyprowadzenia wyjściowego i obserwować zachowanie się wskazówki Fot.16 W momencie dotknięcia końcówką kontaktu, wskazówka powinna bardzo szybko wychylić się. Należy jak najszybciej wówczas odsunąć końcówkę od kontaktu, gdyż w przeciwnym wypadku monitor wyłączy się w tryb zabezpieczenia z powodu wykrycia przez pętlę sprzężenia zwrotnego nieprawidłowych zmian wartości napięcia wyjściowego. Poprzez przyłożenie końcówki czerwonego przewodu pomiarowego do górnej powierzchni transformatora wysokiego napięcia można odczytać częstotliwość sygnału Fot.17 Taki pomiar również udowodni, że transformator pracuje i jest lepszym testem niż próba z pomiarem napięcia. Wadą tej metody jest to, że w przypadku wystąpienia problemów na przykład w przypadku pracy inwertera i całego monitora w trybie zabezpieczenia, może być problem z właściwym wychwyceniem częstotliwości. }