08.11.2020

Андрей Смирнов

Время чтения: ~16 мин.

Проверка, ремонт и замена ламп подсветки монитора своими руками

Работа монитора зависит от состояния всех элементов, входящих в его конструкцию. Нередко возникают различные проблемы, связанные с матрицей или подсветкой, которые препятствуют нормально работе экрана. Он может погаснуть полностью или частично, способен издавать розовое свечение и т.п. Появление подобных неполадок чаще всего указывает на выход из строя лампы подсветки.

Ремонт или восстановление в данном случае невозможны, требуется замена проблемного элемента. Для того, чтобы удостовериться в правильном определении причин неисправностей, необходимо проверить лампу подсветки монитора. Эту процедуру можно выполнить своими руками, но для получения ожидаемого результата понадобится хотя бы начальная подготовка.

Из чего состоит ЖК монитор

Основные элементы ЖК монитора:

матрица;
LCD подсветка;
соединительные провода;
корпус.

Главным узлом дисплея является матрица. Это многослойный узел, состоящий из двух пластин, изготовленных из специального сорта стекла. На них нанесены параллельные бороздки, причем, на одной пластине они расположены горизонтально, а на другой — вертикально.

Между пластинами расположен тонкий слой жидких кристаллов. При совмещении пластин получаются квадратики, которые образуют массив отдельных управляемых элементов, называемых пикселями.

Изображение на экране появляется благодаря способности каждого пикселя пропускать определенные световые волны по сигналу с управляющего устройства. Разная длина волн соответствует определенному цвету, благодаря чему появляется возможность построить цветное изображение.

Интересно! Сами по себе жидкие кристаллы не светятся, поэтому, для получения яркого изображения их надо осветить. Эту функцию выполняют лампы подсветки, расположенные позади матрицы. Соединительные провода позволяют нужным образом поляризовать каждый пиксель и получить на экране любое изображение.

Как разобрать монитор

Для того, чтобы отремонтировать монитор, его надо прежде всего разобрать. Опытным людям подобная задача не кажется слишком сложной, но для новичка она нередко оказывается неразрешимой. Привычных винтов или шурупов на ЖК мониторе попросту нет. Необходимо сразу же настроиться на сложную, аккуратную и кропотливую работу, которая отнимет намного больше времени, чем устранение неполадок.

Порядок действий:

Положить монитор экраном вниз на мягкую подложку из свернутой в несколько раз ткани.
Отвинтить подставку или опорную конструкцию. При помощи тонкого ножа разделить верхнюю и нижнюю части корпуса, разъединяя пластмассовые защелки.
Отсоединить ЖК панель от задней части корпуса. Обычно они соединяются четырьмя пластиковыми защелками. ЖК панель находится в металлическом каркасе, все платы закрыты пластинами для отсечки электромагнитного излучения. Оно способно отрицательно повлиять на работу других устройств и электрических цепей.
ЖК панель крепится с помощью 4 винтов. Их следует осторожно отвинтить и отсоединить разъемы, находящиеся под ней. Гибкие шлейфы надо отсоединять не со стороны панели, а с противоположного конца, поскольку соединение с ЖК панелью выполнено очень жестко, есть риск поломки гнезда.

Читайте также Как выбрать лучшую светодиодную лампочку для дома

После отсоединения ЖК панели становятся доступны печатные платы питания и управления, которые, при необходимости, можно просто отвинтить.

LED подсветка монитора своими руками

Необходимые инструменты

Для разборки монитора могут потребоваться:

тонкий нож;
отвертка;
тонкая пластиковая пластинка (медиатор, пластиковая карта или иные подобные предметы);
мультиметр (понадобится для дальнейших операций с платами);
паяльник и припой.

Пригодятся отвертки под крест и плоская. Первой отвинчивают крепежные элементы, вторую вставляют в щель при разъеме половинок монитора на начальном этапе разборки. Поскольку процесс демонтажа сложен и трудоемок, могут потребоваться и другие инструменты, удобные и доступные для пользователя.

Что такое инвертор подсветки монитора

Инвертор — это устройство, которое преобразует 12 В постоянного тока в рабочее напряжение питания люминесцентных ламп. На выходе получается высоковольтный переменный ток. Для подсветки матрицы на мониторе используются несколько ламп, расположенных либо по периметру экрана, либо полностью занимающих всю его площадь. В задачи инвертора входят:

преобразование постоянного тока в переменный с увеличением напряжения;
регулировка и стабилизация тока питания ламп подсветки;
регулировка яркости подсветки;
согласование сопротивления лампы с выходным сопротивлением инвертора;
защита от короткого замыкания или перегрузок.

Интересно! Конструкций и разновидностей инверторов очень много. Каждый производитель выпускает собственные разработки, созданные специально для работы со схемами и узлами своих мониторов. Такое разнообразие создает некоторую путаницу и затрудняет ремонт или замену проблемных узлов — необходимо иметь такой же инвертор, что не всегда возможно.

Определение контактов соединения инвертора с блоком питания

Отыскать нужный инвертор не просто. Придется поискать на барахолках, использовать в качестве донора сломанный монитор или решить вопрос иным способом. Обычно покупают сломанные мониторы, которые отдают за бесценок. Это и дешевле, и быстрее, чем ждать посылки из интернет-магазина. Для подключения прибора важно определить соответствие его контактов. На плате имеется один разъем с шестью контактами. Обычно на плате монитора они расположены следующим образом:

слева два плюсовых контакта (+12);
в центре два минусовых электрода (в центре два минусовых электрода (GND);
правый верхний — On/Off;
правый нижний — BRIG, отвечает за управление функциями монитора.

Конструкции мониторов отличаются друг от друга, поэтому в каждом случае следует ознакомиться со схемой контактной группы, нанесенной на поверхность платы. Подобная схема имеется и на внешнем инверторе. В задачу входит правильное соединение всех проводов. Если возникают проблемы, можно поискать в сети даташит с расшифровкой соединений на данную плату, для чего надо найти ее обозначение.

Читайте также Светодиодная лента RGB: технология, отличие от обычной, подключение

Подключение внешнего инвертора к плате блока питания монитора

Подключение инвертора к блоку питания монитора заключается в присоединении всех необходимых проводов к соответствующим контактом. После того, как их соответствие определено, остается только выбрать оптимальный способ соединения проводов. Это можно выполнить разными способами:

соединив проводками гнезда на разъемах;
припаяв контакты инвертора на плату блока питания;
удалив часть изоляции с проводов блока питания, ведущих к плате контроллера.

Все эти варианты дают одну и ту же схему соединения и различаются только точками непосредственного контакта проводов. Самым надежным вариантом является второй способ, поскольку пайка обеспечивает наиболее прочный и надежный контакт. Однако, за неимением паяльника, подойдет любой другой метод соединения. Обязательным условием станет надежная изоляция соединений, для чего лучше всего использовать термоусадочную трубку.

Замена подсветки монитора на светодиодную

Светодиоды демонстрируют высокие эксплуатационные показатели и срок службы, в несколько раз превосходящий длительность работы люминесцентных ламп. Это стало причиной, по которой многие пользователи производят замену ламп подсветки монитора на светодиодные ленты. Напряжение питания у них равно 12 В постоянного тока, поэтому можно брать его прямо с БП.

Ремонт монитора своими руками

Важно! Единственным условием становится установка схемы, обеспечивающей отключение подсветки при выключении монитора, иначе светодиоды будут работать постоянно. Кроме этого, понадобится иметь возможность регулировать яркость свечения ленты. Эти функции обеспечивает контроллер монитора, но понадобится соединить ленту с соответствующими электродами.

Отыскать их можно визуально, или, если надписи не видны, обычным тестером, для чего придется проверять последовательно все гнезда на колодке. Извлекать люминесцентные лампы подсветки монитора надо очень осторожно, чтобы не разбить колбы при неосторожном движении. Они ртутные, и создают определенную опасность. Отрезки светодиодной ленты устанавливаются на их место и производится обратная сборка монитора.

Основные выводы

Проверить лампы подсветки монитора непросто, поскольку, помимо обладания необходимыми знаниями, надо иметь опыт практической работы с подобными устройствами. Для неподготовленного человека попытки проверить лампы могут оказаться равносильны окончательной поломке монитора. Однако, если есть нужные знания и опыт, единственным трудоемким этапом станет демонтаж и разборка узлов монитора. Если вы знаете, как проверить лампы подсветки монитора иным способом, излагайте свои варианты в комментариях.

Модули монитора

Современный ЖК-монитор состоит всего из двух плат: скалера и блока питания

Скалер – это плата управления работой монитора. Его мозг. Здесь монитор преобразует цифровой сигнал в цвета на дисплее, а также содержит в себе различные настройки. На ней содержатся процессор, flash-память, куда записывается прошивка монитора, и EEPROM-память, в которой сохраняются текущие настройки.

Блок питания. Он обеспечивает питанием цепи монитора. Может в себе также содержать инвертор для мониторов с LCD подсветкой. В мониторах с LED подсветкой инвертора нет.

Блок питания для монитора выглядит примерно вот так:

Есть также и существенное различие. В блоках питания для мониторов с LCD подсветкой можно увидеть высоковольтную часть. Он же инвертор. О его присутствии говорят надписи типа “High Voltage” и клеммы, для подключения ламп. Имейте ввиду, что напряжение, подаваемое на лампы, составляет более 1000 Вольт! Лучше не трогать и тем более не лизать эту часть при включении монитора в сеть.

Вздутые конденсаторы

Это, конечно же, электролитические конденсаторы в фильтре блока питания.

Это одна из самых распространенных поломок ЖК-мониторов. Перепаиваются конденсаторы легко и просто. Иногда на платах стоит не стандартный номинал конденсаторов, например 680 или 820 мкФ х 25 вольт. Если вы столкнулись со вздувшимися конденсаторами такого номинала и их не оказалось в вашем радиомагазине, не спешите обходить все радиомагазины вашего города в поисках точно такого же номинала. Это как раз тот случай, когда “много не вредно”. Это вам скажет любой электронщик. Смело ставьте 1000 мкф х 25 вольт и все будет нормально работать. Можно даже больше.

Меняем лампы подсветки монитора (сами)

В связи с тем, что блок питания при работе излучает тепло, которое вредно сказывается на сроке службы конденсаторов, ставьте обязательно конденсаторы с обозначением “105С” на корпусе. Также после перепаивания конденсаторов не помешает проверить предохранитель вторичных цепей, в роли которого часто выступает простой SMD резистор с нулевым сопротивлением, типоразмером 0805, находящийся с обратной стороны платы со стороны трассировки.

Выход из строя стабилитрона

И еще один нюанс, на выходе блока питания, перед самим разъемом питания идущим на скалер, часто ставят SMD стабилитрон

В случае, если напряжение на нем превышает номинальное, он уходит в короткое замыкание и тем самым отключает через цепи защиты наш монитор. Заменить его можно на любой, подходящий по номиналу напряжения. Можно даже использовать с выводами

После того, как все сделали и отремонтировали, проверяем мультиметром напряжения на разъеме питания, который идет на скалер. Там все напряжения подписаны. Убеждаемся, что они совпадают с показаниями мультиметра.

Проблемы в высоковольтной части блока питания (инверторе)

Если есть возможность, то в первую очередь, всегда отыскивайте схемы ремонтируемого устройства. Давайте рассмотрим высоковольтную часть одного из мониторов

Если вы видите, что предохранитель блока питания монитора сгорел, это означает, что сопротивление между проводами питания шнура монитора (входное сопротивление), на какой-то момент стало очень низким (короткое замыкание). Где-то около 50 Ом и меньше, что в свою очередь, по закону Ома, вызвало повышения тока в цепи. От большой силы тока у нас и сгорел проводок предохранителя.

Если предохранитель в металлическо-стеклянном корпусе, мы можем вставить абсолютно любой предохранитель в крепление и прозвонить мультиметром в режиме Омметра 200 Ом сопротивление между штырьками вилки. Если у нас сопротивление равно нулю и до 50 Ом, то ищем пробитый радиоэлемент, который звонится на ноль или на землю.

Шаги будут такие:

Вставляем предохранитель, переключаем мультиметр на 200 Ом и подключаем его к вилке шнура питания. Убеждаемся, что сопротивление очень маленькое. Далее не торопимся вынимать предохранитель.

Итак давайте по схеме посмотрим, какие радиодетали у нас могут коротнуть. На фото выделены цветными рамками те детали, которые необходимо будет проверить при коротком замыкании в высоковольтной части

Нет подсветки монитора

Чем же отличаются мониторы с LCD подсветкой от мониторов с LED подсветкой? В LCD мониторах для подсветки у нас используются лампы CCFL. На русский язык эта аббревиатура звучит как “люминесцентная лампа с холодным катодом” .

Такие лампы располагаются сверху и снизу дисплея и подсвечивают изображение.

В LED мониторах используются для подсветки светодиоды, которые располагаются либо по бокам дисплея, либо за ним.

Сейчас все производители мониторов и ТВ перешли на LED подсветку, так как она почти в половину сокращает энергопотребление и намного долговечнее чем LCD подсветка.

Если нет подсветки, то дело может быть либо в лампах CCFL, либо в LED-ленте. Если они вообще не горят, то изображение будет настолько тусклым, что на дисплее ничего не будет видно. Только внимательный осмотр включенного монитора под освещением может показать, что изображение все-таки есть. Поэтому, если изображения вообще нет, то первым дело осмотрите включенный монитор под потоком света. Если изображение хоть немного видно, то дальше принимайте меры, либо менять лампы, либо дело в инверторе.

Пропадает подсветка монитора

Монитор у нас включается, работает секунд 5-10 и тухнет. Это говорит о том, что одна из ламп CCFL подсветки дисплея пришла в негодность. Перед этим часть экрана может также немного моргать. Инвертор в этом случае будет уходить в защиту, что и будет проявляться в автоматическом отключении подсветки монитора.

Для того, чтобы мы могли проверить лампы и исключить дефектную, надо купить в радиомагазине высоковольтный конденсатор. 27 пикофарад х 3 киловольта для мониторов диагональю 17 дюймов, 47 пф для монитора 19 дюймов и 68 пф для 22 дюйма.

Данный конденсатор нужно припаять к контактам разъема, к которому подключается лампа подсветки. Саму лампу, разумеется, при этом нужно отключить. Соединяя конденсатор поочередно к каждому разъему, мы добиваемся того, что инвертор у нас перестает уходить в защиту. Монитор заработает, хотя будет немного тусклым.

Конечно, редко кто так делает. Самая фишка – это отключить защиту на самой микросхеме ШИМ ))). Для этого гуглим “снять защиту инвертора xxxxxxx” Вместо “хххххх” ставим марку нашей микросхемы ШИМ. Как-то я отключал защиту на мониторе с микросхемой ШИМ TL494 по схеме ниже, припаяв резистор на 10 КилоОм. Моник работает до сих пор. Нареканий нет).

Как известно, современные ЖК-мониторы работают “на пропускание” света – полупрозрачная картинка на матрице подсвечивается сзади, свет, проходя через матрицу и ее светофильтры, формирует изображение. В качестве подсветки (backlight) используется довольно яркий источник белого света – матрица по светопропусканию больше напоминает довольно темные солнечные очки.

Традиционно для этого применялись флуоресцентные лампы с холодным катодом, или CCFL – Cold Cathode Fluorescent Lamp. Эти лампы представляют собой стеклянные трубки диаметром 2-3 мм, внутренняя поверхность которых покрыта люминофором. Трубки заполнены парами ртути. При прохождении по газу электрического разряда возникает излучение, заставляющее люминофор светиться. Для работы такой лампы требуется высокое переменное напряжение – около 1500 В с частотой около 40-50 кГц.

К числу наиболее распространенных неисправностей жидкокристаллических панелей относится выход из строя подсветки или инвертора – устройства, преобразующего постоянное напряжение (обычно 12-18 В, в зависимости от питания монитора) в переменное напряжение для работы лампы. Проявляется это в резком снижении яркости экрана, обычно с одного из краев, или в полном отключении подсветки – в этом случае изображение на экране еле видно.

В фирменных сервисах такие неисправности “лечат” заменой панели целиком, особенно в случае ноутбучных панелей. Стоит это довольно дорого, в случае монитора – проще купить новый. К счастью, на свете существуют не только фирменные сервисы, и немалое количество “умельцев”, освоивших операцию замены ламп подсветки или инверторов.

Замена лампы подсветки – простая операция, в некоторых мониторах предусмотренная “конструктивно”. Если кто-то не читал статью Игоря Пичугина на РадиоКоте, приведу краткую “выжимку” из нее.

Лампы монтируются вдоль одной из сторон дисплея в “пенале”. Обычно для снятия пенала требуется разборка ЖК-панели, то есть снятие металлического кожуха и собственно панели. Сзади панели смонтирована тонкая (около 0,5-1 мм) плата управления, соединенная с самой матрицей несколькими шлейфами. Для снятия жидкокристаллического экрана необходимо аккуратно отклеить (ни в коем случае не резать! поврежденные линии данных на гибких шлейфах восстановить невозможно) защитную пленку.

Для демонстрации “классической” технологии подсветки я использую ЖК-монитор LG Flatron L1970H.

Разборку монитора начнем с демонтажа подставки. Надо снять сзади пластиковый кожух, закрывающий крепление подсветки и шлейфы от разъемов на подставке.

Сняв подставку, извлечем ЖК-модуль из корпуса. Передняя рамка крепится на защелках и легко отделяется от задней части корпуса.

ЖК-модуль закрыт металлическим кожухом. Через отверстия в нем видны трансформаторы инвертора с грозными надписями.

Откручиваем винты, крепящие кожух.

Теперь можно подробно разглядеть плату управляющей электроники монитора и выполненный в виде отдельного блока инвертор.

Плата электроники соединена отдельным жгутом с декодером ЖК-матрицы, прикрытым тонкой пленкой-самоклейкой.

Декодер подключается к матрице с помощью тонких гибких шлейфов. Если придется снимать панель, над очень осторожно отклеивать защитную пленку – гибкие линии данных восстановить невозможно, в этом случае матрицу придется выкинуть.

Инвертор, смонтированный сзади монитора, зачастую может меняться на аналогичный. Достаточно знать питающее напряжение и количество ламп. Кроме того, инвертор в мониторах обычно крупный и ремонтопригодный.

Лампы подключатся к инвертору стандартными разъемами.

В этом мониторе пеналы с лампами извлекаются без разборки панели. Надо только открутить винт…

…и выдвинуть пенал.

Лампы смонтированы в пеналах по две. Признак “старой” лампы – черные кольца вокруг катодов. У перегоревших ламп они гораздо шире и темнее.

Лампы мне понадобились не случайно. Принесли “посмотреть” побитый жизнью ноутбук Fujitsu-Siemens Amilo M7800 с диагнозом “очень темное изображение на экране”. В фирменном сервисе за ремонт запросили какие-то нереальные деньги – видимо, собрались менять матрицу. Я же как раз прочитал статью на “коте” и собирался попробовать поменять лампу.

Для доступа к ЖК-панели первым делом надо снять ее рамку. Обычно она крепится на защелках, но в некоторых моделях ноутбуков могут быть и скрытые под резиновыми заглушками винты.

В нижней части ЖК-экрана ноутбука, между петлями, находится инвертор в защитном кожухе.

Имеет смысл проверить, действительно ли неисправна лампа, или все-таки “накрылся” инвертор. Для этого достаточно подключить к инвертору заведомо исправную лампу.

Ноутбучные инверторы достаточно миниатюрные и в случае неисправности их обычно меняют целиком. Допустима замена на аналогичный от другой модели, благо они есть и на радиобарахолках, и на Dealextreme.

При замене инвертора желательно определить, как осуществляется управление включением/выключением и яркостью подсветки. Обычно для этого в идущем к инвертору шлейфе предусмотрены сигналы DIM (управление яркостью, меняется обычно в пределах от 1 В – наименьшая яркость до 3 В – наибольшая) и ENABLE (0 В – подсветка выключена, 3 В – подсветка включена). Обычно их правильное подключение необязательно для работы нового инвертора, но позволяет сохранить некоторые функции энергосбережения.

Для замены лампы нам потребуется снять ЖК-панель. Надо открутить винты, которыми она крепится к петлям и крышке ноутбука.

По бокам панели установлены металлические направляющие, которые необходимо снять для дальнейшей разборки.

В использованной в этом ноутбуке панели можно добраться до лампы, не разбирая панель целиком. Достаточно только снять одну из сторон металлической рамки и открыть пластиковый пенал.

Казалось бы, дальнейшее очевидно – едем на радирынок, покупаем нужную лампу и ставим ее в ноутбук. Реальность же оказалась несколько сложнее. На Митино не обнаружилось ламп подходящей длины, были либо очень короткие (короче на 15 мм), либо очень длинные (на 15 мм длиннее). В ларьке фирмы Исток-2 (это ларек с радиолампами и всяческой светотехникой, расположен в дальнем от входа конце цокольного этажа, светится, как новогодняя елка) посоветовали использовать линейку из сверхярких светодиодов.

Ширина такой линейки – около 3 мм. Диоды на ней установлены в группы по 3 штуки, каждая длиной около 15 мм. Соответственно, можно отрезать линейку нужной длины с приемлемой точностью.

Сейчас, с развитием технологий изготовления мощных светодиодов белого свечения, светодиодную подсветку стали устанавливать в некоторые жидкокристаллические мониторы и телевизоры. На самом деле любой может приобщиться к “переднему краю” технологий, поставив такую подсветку взамен сгоревшей “ламповой”. Поддавшись на уговоры “истоковцев”, я купил линеечку длиной 300 мм за 250 рублей (примерно равно стоимости лампы).

Светодиодная линейка замечательным образом поместилась внутри штатного пенала.

Для проверки светодиодной подсветки достаточно подключить вставленную в матрицу линейку к подходящему источнику питания. Отключенный экран должен светиться молочно-белым цветом.

Сборка производится в обратном порядке (c).

Вместо выкинутого за ненадобностью инвертора можно собрать схемку наподобие такой:

Номиналы резисторов подбираем в зависимости от параметров сигналов DIM и ENABLE и напряжения питания.

В заключение хочу сказать несколько слов о том, почему светодиодная подсветка – гадость.

Во-первых, спектр свечения светодиодов не совсем соответствует спектру ламп. Поэтому на мониторах, предназначенных для работы с графикой, такая замена может только навредить.

Во-вторых, иногда встречаются “умные” инверторы, управляемые цифровыми сигналами (обычно по шине I2C, но бывают и более экзотические). В случае отсутствия инвертора ЖК-панель может не включаться.

В третьих, главный недостаток светодиодной подсветки, собранной “на коленке” – некоторая неравномерность свечения вблизи лампы.

На фото заметно, что подсветка нижней части экрана не очень равномерна, а правый нижний угол – вообще темный, к сожалению, линейка оказалась чуть коротковата.

В любом случае, замена CCFL-лампы на светодиоды – доступный и недорогой способ восстановления ЖК-мониторов. Имеющиеся недостатки нельзя назвать критическими, а в случае с лампами нестандартных типоразмеров, как у меня, это вполне оправдано.

Запись опубликована в блоге Шуры Люберецкого. Вы можете оставлять свои комментарии там, используя свое имя пользователя из ЖЖ (вход по OpenID).

Используемые источники: