MỘT SỐ KINH NGHIỆM SỬA CHỮA THAY THẾ MẠCH INVERTER CHO TIVI LCD

Trong học kỳ qua tôi được phân công hướng dẫn môn thực hành thực hành sửa chữa tivi cho lớp điện tử viễn thông trung học chuyên nghiệp K17, thời lượng cho chương trình môn học này là 12

Ủy Ban Nhân Dân Tỉnh Kiên GiangCộng Hòa xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Trường Cao Đẳng KT- KT- KG Độc Lập -Tự Do-Hạnh Phúc

===================

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

TÊN ĐỀ TÀI:

MỘT SỐ KINH NGHIỆM SỬA CHỮA THAY THẾ MẠCH INVERTER CHO TIVI LCD

HỌ VÀ TÊN: HUỲNH THANH HIỀN

CHỨC VỤ: GIẢNG VIÊN

ĐƠN VỊ: KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ – KỸ THUẬT KIÊN GIANG

2015

II/ NỘI DUNG:

1 Dẫn Nhập:

Như chúng ta đã biết ngày nay khoa học kỹ thuật phát triển rất nhanh đặc biệt là lĩnh vực điện tử, điện tử ngày nay xâm nhập vào mọi lĩnh vực như điện công nghiệp, hàng hải, quân sự, y học…thiết bị điện tử ngày một hiện đại hơn và phong phú hơn Nhưng bên trong các thiết bị này đều cấu tạo từ những mạch điện

tử cơ bản

Trong học kỳ qua tôi được phân công hướng dẫn môn thực hành thực hành sửa chữa tivi cho lớp điện tử viễn thông trung học chuyên nghiệp K17, thời lượng cho chương trình môn học này là 120 giờ nội dung chương trình là giảng dạy thực hành sửa chữa tivi màu Trong thời gian hướng dẫn thực hành tôi nhận thấy: khi hướng dẫn cho học sinh vận hành thì không có trở ngại gì nhưng khi hướng dẫn cho học sinh sửa chữa tivi thế hệ đèn hình CRT thì không gặp khó khăn gì nhưng khi giảng dạy cho học sinh thực hành các tivi thế hệ màn hình LCD thì khó khăn đã nảy sinh Thứ nhất là tài liệu tham khảo, rồi linh kiện thay thế cho đến trang thiết bị Tác giả muốn nói ở đây là chuyện sửa tivi LCD không khó đối tác giả nhưng cái khó ở đây là tài liệu nghiên cứu gần như không có từ sách tham khảo cho đến lược đồ tra cứu Nhưng do nhu cầu của người học và yêu cần của chương trình nên bản thân tôi đã cố gắng học hỏi từ đồng nghiệp trong và ngoài trường mà đặc biệt là tự học Mặt khác khi hướng dẫn sinh viên tạo pan và tìm pan mà không có lược đồ thì rất khó mà thực hiện được vì có thể làm hỏng tivi LCD vĩnh viễn vì không có linh kiện thay thế hoặc nếu có thì giá thành quá đắt đỏ và tốn nhiều thời gian do phải gửi mã số linh kiện lên thành phố Hồ Chí Minh mới mua được vừa mất thời gian trong khi đó thì số lượng tivi thực tập thì hạn hẹp mà đặc biệt là thời gian không thể dừng lại trong quá trình giảng dạy Một cái khó khăn khác nữa là trong các tivi hiện nay các loại IC không có bán rộng rãi trên thị trường chỉ có bán ở trung tâm bảo hành của hãng mà thôi và giá thành của các IC này rất đắt, nhưng khó khăn này thì tôi cũng có thể khắc phục được bằng cách tôi mua lại các board mạch của tivi cũ, thanh lý tôi tìm lấy lại những vi mạch còn sử dụng được để tận dụng vào công tác giảng dạy, hoặc dùng biện pháp tra cứu từ sách vỡ hoặc trên mạng internet để tìm ra những linh kiên tương đương để khắc phục pan, nhưng cái khó trong bộ môn này ở chỗ tài liệu hướng dẫn để sửa chữa tivi LCD hâu như không có.Trong bài này tôi trình bày một sáng kiến là một số kinh nghiệm sửa chữa mạch inverter cho tivi LCD

Những khó khăn:

- Hiện nay xưởng thực hành điện tử được nhà trường đã đầu tư một số thiết bị để thực hành điện tử dân dụng, điện tử viễn thông và điện tử công nghiệp

và điện tử hàng hải nhằm phục vụ tốt cho mục tiêu đào tạo của trường Ở trong đề tài này tôi muốn nói cái khó trong giảng dạy môn thực hành sửa chữa tivi của các lớp trung học chuyên nghiệp hoặc môn chuyên đề một của các lớp cao đẳng Như trên khi thực hành việc sửa chữa tivi thì tài liệu hướng dẫn để sửa chữa tivi LCD gần như không có giáo viên phải tự nghiên cứu và học hỏi sưu tầm và xưởng thực hành Điện - Điện Tử thì số lượng tivi LCD thì có hạn điều này gây không ít khó

khăn cho người giảng dạy bộ môn này nhất là khi tivi LCD bị hỏng thì xem như nhóm học sinh thực tập tại tivi đó phải ngồi chơi vì không có tivi, việc sửa chữa mất thời gian còn mua màn hình mới chờ phải có kinh phí, dự trù… mặt khác giá

thành của màn hình khá cao

- Những giải pháp khắc phục:

Từ những khó khăn trên tôi suy nghĩ tại sau mình không tìm cách khắc phục tivi LCD bị hỏng để giải quyết một phần khó khăn trên từ đó tôi tiến hành tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động tivi LCD từ các nguồn tài liệu cộng với những kiến thức có sẳn của bản thân cùng với sự giúp đỡ tận tình của các anh em đồng nghiệp trong khoa Điện - Điện Tử, tôi đã vẽ lại toàn bộ các mạch điện trong một số tivi LCD và tiến hành phân tích, tạo pan và rút ra được được một số kinh nghiệm về kỹ năng sửa chữa tivi LCD Trong bài này tôi chỉ trình bày phần phân tích mạch inverter trong tivi LCD và phương pháp tìm pan ở mạch này mà thôi Công việc có thể tóm tắc như sau: Việc đầu tiên tôi tiến hành tìm hiểu về sơ đồ khối của tivi LCD tiếp theo tôi tiến hành khảo sát và vẽ lại sơ đồ nguyên lý mạch inverter và phân tích nguyên lý hoạt động của mạch và tiến hành tạo pan ghi nhận triệu chứng và điện áp, dòng điện các vị trí đo thử Các bước công việc:

Bước 1: tìm hiểu và phân tích sơ đồ khối tivi LCD

SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH INVERTER TRONG TIVI LCD

NGUON VAO

CAM BIEN DONG VA AP

CONTROL

Reset

CURREN SENSE

ENABLE

T1

Vdd Regulator

AND ANALOG-DIM

AC+

POWER INPUT

INVERTER CONTROL

PWM-DIM

AC-DIEU KHIEN NGUON

BIEN AP CAO AP

SHUTDOWN

KHOI NGUON

PWM DRIVER

POWER DRIVER

INVERTER TRANFORMER

CCFL LAMP POWER PFC,LLC RESONANT CONTROL

PROTECTION

CCFL LAMP

A-OUT

VOLTAGE SENSE

KIEM SOAT TAN SO

B-OUT

CURRENT SENSE

ANALOG-DIM

VSNS

SOFTSTART

VOLTAGE

SYNC

DRIER STAGE

FAULT

MOSFET OR TRANSISTOR DRIVER

DIMMING

BAO VE

MOSFET OR TRANSISTOR

FREQUENCY

- Mạch inverter trong tivi LCD thường được cấp nguồn từ 15V-24V

- Power PFC, LLC resonant: tạo nguốn cấp cho khối inverter

- Inverter control:khối điều khiển inverter

- Regulator, VDD: ổn áp nguồn

- Dimming: giới hạn độ sáng

- Enable: cho phép (điều khiển ON/OFF)

- voltage senser: cảm biến điện áp (VSVS)

- Current senser: Cảm biến dòng điện (ISNS)

- Soft Start: khởi động mềm

- Comp (comparation): so sánh

- Fault: dò lỗi

- Driver stage: tầng lái

- Current Blancing: cân bằng dòng

- Protection: bảo vệ

Trong tivi LCD có 4 loại inverter cơ bản

1 Mạch inverter Burk-royer

2 Mạch inverter push-pull

3 Mạch inverter half brigdge

4 Mạch inverter full brigdge

Dạng 1 (Buck-royerinverter)

Sơ đồ khối:

CCFL

BALLAST CA R

FEED BACK SW

0

R

0

INVERTER IC

OSC

0

ON/OFF

0

BRIGDE

R

+12V

Q2

R

IC INVER + 12V

Thành phần cơ bản mạch inverter buck-royer là IC inverter, IC này có nhiệm

vụ tạo ra tín hiệu điều rộng xung (PWM: pulse width modulation)cấp cho MOSFET bên ngoại kết hợp với cuộn dây (buck choke) và diode (buck diode) để tạo ra điện áp DC cao hơn cấp cho transistor ngắt mở bên ngoài Cặp transistor này chính là mạch dao động (oscillator circuit) kết hợp với biến áp ngắt mở (high voltage tranformer) tạo ra điện áp thứ cấp qua tụ ballast cấp điện áp vài nghìn voltage cấp cho đèn neon tạo đèn nền cho panel LCD

* Mạch dao động Royer dùng transistor

BRIGHT SHUT DOWN B+

0

0

C3 C1

Q1

D2 T1

R1

DIEU KHIEN

+

Q3

TU BALLAST

C2

Q2

Mạch này sử dụng 2 transistor đẩy kéo Q1, Q2 MOSFET Q3 lái hai transistor

Q1, Q2 theo chiều hướng ổn định Dạng này thường được sử dụng trong TIVI LCD có kích thước màn hình nhỏ

* Mạch dao động Royer dùng MOSFET

0

BRIGHT LIMITER

0

MACH DIEU KHIEN IN

D1 C1

VIN

V SYNC

C4 T1

B+

TU BALLAST

ENABLE

0

+

R1

Q2

C2

0

0

Q1

0

C3

Dạng 2 (push pull inverter)

* Sơ đồ khối mạchpush pull inverter:

0

IC INVERTER

T1

12V

R1

0

Q2

0

Q1

Mạch inverter push pull có biến áp inverter dạng đối xứng, điện áp cấp cho biến áp (+12V) đi vào điểm giữa 2 cực D của 2 MOSFET ngắt mở nối với 2 chân bìa của biến áp, hai đường tín hiệu điều khiển MOSFET được lấy ra từ IC inverter 2 MOSFET luân phiên dẫn điện theo xung điều rộng (PWM) từ IC

inverter đưa đến, điện áp cảm ứng ngỏ ra biến áp sẽ được lấy ra cấp cho đèn neon thông qua tụ ballast

Dạng 3(half bridge inverter)

* Sơ đồ khối mạch half bridge inverter:

T1 Q1

Q2 12V

IC INVERTER

0

Mạch half bridge inverter không sử dụng biếp áp đối xứng, như mạch push pull inverter, thay vào đó là biến áp 2 chân, người ta dùng 2 MOSFET khác (P và N) nối vào 2 chân biếp áp để đổi chiều dòng điện trên biếp áp

* Mạch dao động theo kiểu half brigde:

0

-+

0

Cp

Vref Vcomp

0

IC DRIVER CONTROL

OSCILLATOR

R1

Vcc

Cdc

D1

Q2

CD

R2

Q1

0

R sense

Mạch nào dao động theo kiểu half bridge mục đích tạo ra điện áp vài KV thắp sáng đèn CCFL sau khi mở nguồn MOSFET khởi động ở tần số cao và giảm dần Đèn CCFL được thắp sáng trong khoản thời gian thay đổi tần số

Điện áp cảm ứng phụ thuộc vào giá trị của L.C Trước khi đèn CCFL được thắp sáng cuộn L và tụ Cb mắc song song tạo thành một mạch cộng hưởng mồi điện áp cho đèn CCFL Sau khi đèn CCFL được thắp sáng trở kháng của đèn CCFL và tụ ballast (Cb) tham gia vào mạch dao động cộng hưởng

Mạch driver control dùng để điều khiển mạch half bridge, tạo ra điện áp ổn định cấp cho đèn CCFL, dòng qua đèn được giám sát bởi mạch driver control thông qua điện trở R Senser mắc nối tiếp với đèn CCFL, đến cấp cho ngỏ vào đảo mạch driver control

Vref tạo ra điện áp chuẩn (0,2- 0,6V)cấp cho mạch khuếch đại dò sai Vcom ngõ ra điện áp tác động đến khối dao động (oscillator) làm thay đổi tần số hoạt động của 2 MOSFET để ổn định dòng cấp cho đèn CCFL

Dạng 4(Full brigde inverter)

* Sơ đồ khối mạch full brigde

Feed Back

+ 12V

D8

Mạch Full brigde inverter sử dụng 4 MOSFET, mỗi cặp MOSFET P-N mắc nối tiếp nhau và nối vào mass, điện áp cấp cho MOSFET được lấy trực tiếp từ nguồn cấp cho cực D của MOSFET kênh N, với loại này người ta thường dùng loại MOSFET đôi có 2 loại MOSFET kênh P và kênh N mắc bên trong

Các mạch điều khiển khối inverter trong tivi LCD

* Mạch điều khiển cho phép mạch inverter hoạt động

0

Vcc R1

BC817 20K

Enable

22nF 1,2K

Vcc

IC INVERTER R2

R4

R3 10K

R5

BC807 Q1

1K 20

C1

Q2

Mạch này thường sử dụng các transistor Lệnh "Enable" thực hiện chức năng tắt mở nguồn VCC cấp cho IC inverter driver Bình thường lệnh cho phép (Enable)

ở mức cao inverter sẽ hoạt động, ở mức thấp sẽ không hoạt động

* Mạch khởi động mềm (soft start)

Css GM + OSC

0

Ifmin

Trong thời gian khởi động dòng ISS nạp trên tụ CSS, điện áp sinh ra cho mạch khuếch đại và được chuyển đổi trước khi cấp cho mạch dao động(OSC) Quá trình thiết lập tần số dao động bên trong thực hiện nhờ sự kết hợp của hai dòng

Ifstart và Ifstart

* Mạch điều chỉnh độ sáng:

Có 2 cách điều chỉnh độ sáng:

Anlog Dimming: điều chỉnh biên độ dòng, dạng tín hiệu tương tự

Digital Dimming: điều chỉnh biên độ dòng qua CCFL qua thông qua lệnh PWM, tín hiệu này có tần số thấp, độ sáng phụ thuộc váo chu kỳ xung PWM, dây

là dạng số

Điện áp giới hạn độ sáng thay đổi từ 0V-3V nếu tín hiệu điều kiển độ sáng dạng tương tự (Analog) Ngược lại nếu là tín hiệu số (digital) điện áp thay đổi là 0,5V -2,5 V

+ Analog Dimming: Độ sáng của đèn CCFL phụ thuộc vào dòng qua nó, khi giảm dòng qua đèn sẽ làm cho đèn giảm độ sáng Mức điện áp ngõ vào không đảo của mạch khuếch đại dò sai sẽ làm thay đổi dòng qua đèn CCFL

+ Digital dimming

R1 C1

D1

R2

R3

0

FB

PWM

DDIM

0

R4

0

R3

Khi tín hiệu PWM ở mức cao tác động đến cực B Q1làm Q1 dẫn kéo theo điện

áp DDIM giảm xuống mức thấp Nếu điện áp tại DDIM vẫn giử mức thấp dao động bên trong IC inverter sẽ ngưng hoạt động cho đến khi DDIM ở mức bình thường Bằng cách này tín hiệu PWM có thể điều khiển dòng qua đèn CCFL Mặc khác mạch này cũng chịu tác động bởi tín hiệu hồi tiếp FB

* VD: Phân tích mạch invertertivi LCD SAMSUNG LS17M24C

- Sơ đồ mạch inverter trong tivi LCD SAMSUNG LS17M24C

0

4 12

O2 O1

2

4 12

O2 O1

R301

0

R283

0

R237

8

0

C219

0

R223

ZD201

C277

-+

Q210

C225

R239

0

3

C203 R202

0

R304

C222

C275

4 12

O2 O1

Q283

R219

0

D207

0

LM393

C202

C211

0

R201

0

C221

Q281

VR301

+

R241

CN2

R203

0

C212

0

R226

0

R222

Q209

R245

R259

CN2

R246

0

C213

D201

0

C304

R215

0

U201

R240

R282

CN3

C214

R216 R217

C220

R214

0

R259

0

CN4

C215

R225

R230

R209 R218

C276

0

R239

D205

CN5

-+

C305 R210

C224

C223

0

R258

Q201

0

D202 R212

C301

R271

R302

R244

0

Q202

R209

R248

R273

0

1

+

C302

C303

D207

0

4 12

O2 O1

T301

R235

D209

0

7

1 3 5 7 9

19 16 14 12 R295

R240

T302

R220 R207

0

1

3

5

7

9

R238

4

0

R231

R303

R241

Q204

0

1

3 5 7

D203

6

F201

R221

C282

1

3 5 7

C261

R242

Q205

R236

0

5

C201

0

BIT3105

C210

D206

Q206

0

R256

* Mạch cấp nguồn dành cho IC BIT3105 trong tivi LCD SAMSUNG LS17M24C/LS20M22C

+

24V

100

820

BIT3105 AS2431

22K

18

0

100nF

0

C202

0

ON/OFF

POWER

0

R201

0 0

KSR1104

C203

0

Q201

13 R295

C302

C272 1nF

330MF

+

100nF

PVDD

Q202

R203

C301

AVDD

330MF F201

U301 KSR2104

0

R202 C201

33K

Khi hoạt động chế độ power on, IC vi xử lý đưa ra lệnh mức cao tác động đến cực B Q 201 là cho Q201 dẫn kéo theo Q201 dẫn Nguồn 24V qua cầu chì F201, R201 vào cực E ra cực C của Q202 cấp cho chân 13 và 18 IC BIT3105 Ngược lại ở chế độ power off IC vi xử lý đưa ra lệnh ở mức thấp tác động đến cực B Q201 là cho Q201 ngắt kéo theo Q202 ngắt Kết quả không có nguồn cấp cho cho

chân 13 và 18 IC BIT3105 IC SA2431 đóng vai trò ổn áp mạch nguồn cấp cho

IC BIT3105

* Mạch lái cầu full brigde trên tivi LCD SAMSUNG model

LS17M24/LS20M22

Vcc

2

11 R303

T301

BIT3105

1 10

2

1K

C306

N OUT 1

2

C211

3

MNBT3906

CN6

P OUT 1

1 C215

3

1

4542M

N OUT 2

C214

24V

33K

2

C213 2

7

U204

C212

6 U205

C211

4

R210

CN5

C211 4

Q205

5 R212

6

0

Q206

C307

7

MMBT390

CN3

0

1 8

100

CN4

0

24V

2

5

Q204

T302

9

2N7002

4542M

IC BIT3105 lái cầu full brigde tạo ra cao áp cấp cho đèn CCFL Mạch ngắt

mở cầu full brigde hoạt động như sau: ở chu kỳ đầu U204N- MOS và U205P-MOS dẫn trong khi U 204 P-U205P-MOS và U 205 N U205P-MOS ngắt trong một nửa chu kỳ Trong chu kỳ tiếp theoU 204 P-MOS và U 205 N MOS dẫn lại sự ngắt dẫn của U

204 P-MOS và U 205 N MOS được điều khiển bởi ngõ ra các chân 9; 10; 11 BIT3105

* Mạch hồi tiếp (feedback) trong TV LCD SAMSUNG model

LS17M24C/LS20M22C

CN3

10K

1

12K

68K

10K

KDS266

T302

R244

2

10K

8-10

R241

U205

D203

18PF

U204

C306

680

R234

R221

CN5

R240 FULL BRIDGE

0

KDS266

1

10K

R235

18PF

0

R239 D206

0

C307

R236

INN

0

CN4

10K

R257

KDS266 R237

2

D207

1

1

R232

R258 12K

10K

CN6

R233

680

2

680 10K

R243

T301

12K

D204 R256

R242 12K

R259

Để ổn định dòng cấp cho đèn CCFL Tín hiệu hồi tiếp qua các diode D203; D204; D206; D207 cấp cho chân số 1 IC BIT3105 tác động vào khối dao động bên trong

IC làm cho ngõ ra lái cầu Fullbrdge theo chiều hướng ổn định kết quả dòng cấp cho đèn CCFL luôn được ổn định tạo ánh sáng nền ổn định trên panel

* Mạch bảo vệ quá dòng (OCP)trong TV LCD SAMSUNG model

LS17M24C/LS20M22C

Q281

KDS266

2

U205

D207

T302

105

0 0

2

C282

C307

C284

DAN202K

12K

680

CN5

CN6

Q281

CN3

U204

9-10

D211

18PF

2 1

R302

0

680

MOSFET FULL BRIDGE

D204

CN4

12K BAO

VE

R284

C306

2M

KDS266

Q281

0

2

R232

T301

1

2M

0

1

R234

105

1

0

18PF

R239

R241

Khi có hiện tượng chạm tải hoặc đèn panel không hoạt động, mất dòng cấp cho 2 diode D204 và D207 dẫn đến 2 transistor Q281 và Q283 ngắt là D211 dẫn, tác động đến chân 20 IC BIT3105 Mạch bảo vệ bị tác động, ngắt dao động ngõ

ra, kết quả mạch inverter ngưng không hoạt động

* Mạch bảo vệ chạm tải trong TV LCD SAMSUNG model

LS17M24C/LS20M22C

4,7M

0

DAN202K R223

5 8

105K

R246

0

18K

2

6

MMMBT2222A

7 68K

CN3

12V

0

1

CN4

R214

1

U301

1

R226

2

BIT3105 910K

R245

C228

12K

1

D201 R216

270K

0

C275

1

Q210

910K C277

-+

100nF

MMMBT2222A C229

12V

100nF

R238

0

105K

0

C276

9 270K

R217

10

-+

100nF

R248

0

20 2M

0

68K

CLAMP C222

0

D202

3

105K

DAN202K

2

R222

0

Q209 D205

Khi các hiện tượng chạm tải, điện áp tại chân 3 và chân 5 của OP- AMP 393 xuống mức thấp dẫn đến ngõ ra của OP-AMP bộ đảo thành mức thấp, kéo theo Q210 và Q209 ngắt làm cho D201 dẫn chân 20 của IC BIT3105 bị tác động, mạch bảo vệ làm việc, kết quả mạch inverter ngưng hoạt động