Несколько лет назад производители ЖК-матриц для телевизоров, ноутбуков и компьютерных мониторов начали применять для подсветки вместо электролюминесцентных ламп с холодным катодом сверхъяркие светодиоды белого свечения. Но поскольку такие светодиоды чувствительны к перегреву и часто выходят от этого из строя, в результате надёжность узлов подсветки значительно снизилась.
Надёжность модулей светодиодной подсветки можно значительно увеличить, если улучшить охлаждение светодиодов. Как это можно сделать, рассмотрим на примере модулей подсветки Lumens D3GE-320SM0-R2, которыми комплектуются ЖК-матрицы CY-DF320AGLV1V. Такие и подобные матрицы устанавливают, например, в ЖК-телевизоры Samsung UE32FH4003W и другие.
Через три года эксплуатации дисплей моего телевизора этой модели замерцал и погас. После недолгой диагностики стало ясно, что не работает светодиодная подсветка, хотя напряжение питания на её модули поступает. Чтобы добраться до светодиодов подсветки, пришлось разобрать ЖК-матрицу (это несложная операция, но она требует большой аккуратности). Матрицы размером 32 дюйма по диагонали можно демонтировать без вакуумных захватов. Перед разборкой необходимо минимизировать содержание пыли в воздухе помещения.
Подсветка этой матрицы осуществляется двумя светодиодными модулями, каждый из которых содержит девять включённых последовательно светодиодов. Определив неисправный модуль, со всех его светодиодов были сняты пластиковые рассеиватели света. Неисправный светодиод был обнаружен сразу по чёрному пятну на кристалле (рис. 1), оказалось, что в нём обрыв. Остальные светодиоды были проверены с помощью лабораторного блока питания с выходным напряжением 6 В, который подключался к их выводам с помощью тонких иголок через токоограничивающий резистор сопротивлением 390 Ом.
Рис. 1. Неисправный светодиод
При неисправностях таких и подобных светодиодных модулей есть одна особенность - всегда повреждается первый или последний светодиод, поскольку тонкий алюминиевый тепло-отвод, к которому приклеена печатная плата со светодиодами, на концах модуля "висит" в воздухе. Чтобы улучшить охлаждение светодиодных модулей, стороны этого теплоотвода смазаны тонким слоем теплопроводной пасты и плотно прижаты к массивному металлическому шасси матрицы, устранив провисания. Для этого на пластмассовые фиксаторы со стороны шасси надеты дополнительные шайбы, чем устранено провисание модулей в местах установки этих фиксаторов. Но поскольку таких фиксаторов всего три на каждый модуль, потребовалась дополнительная фиксация. Для этого на печатную плату наклеены полоски из тонкой липкой ленты, а поверх них - по 8...10 слоёв липкой алюминиевой фольги, добиваясь плотного прижатия алюминиевого теплоотвода к шасси матрицы. Большое число слоёв фольги необходимо для того, чтобы она также выполняла функцию дополнительного теплоотвода (рис. 2). Липкая лента, на которую наклеена фольга, необходима для того, чтобы фольга не протёрла изолирующую краску на печатной плате.
Рис. 2. Монтаж устройства
После проверки работоспособности светодиодных модулей пластмассовые рассеиватели можно приклеить к плате клеем БФ-2, БФ-4 или "Квинтол-люкс" (проследите за тем, чтобы клей не попал на линзы светодиодов).
С целью повышения надёжности подсветки в телевизоре Samsung UE32FH4003W можно также заменить резистор R9883 (1 Ом, 1 Вт), включённый между соответствующим выходом блока питания и модулями подсветки, двумя соединёнными последовательно резисторами номинальным сопротивлением 5,6 Ом и мощностью рассеяния 3 Вт каждый. Это немного уменьшит импульсный ток через светодиоды, что положительно скажется на их надёжности и долговечности. Резисторы монтируют на длинных ножках, отодвинув их подальше от печатной платы блока.
При работе телевизора в режиме максимальной мощности подсветки ток через светодиоды после доработки - около 0,45 А, рабочее напряжение - около 110 В, температура металлического шасси матрицы с обратной стороны от алюминиевого теплоотвода - около +45 оС при комнатной температуре +16 оС. Учитывая большую площадь и толщину металлического шасси матрицы, можно предположить, что температура кристаллов, корпусов светодиодов до доработки превышала +100 оС, что может негативно сказываться на скорости их деградации.
Кроме неисправностей светодиодов, в модулях подсветки ЖК-матриц также часто нарушается контакт в разъёмах питания из-за циклических температурных деформаций печатной платы. Для повышения надёжности лучше избавиться от этих разъёмов, припаяв провода питания напрямую к соответствующим контактам печатной платы.
Автор: А. Бутов, с. Курба Ярославской обл.