Ремонт ЖК мониторов Samsung SyncMaster 540N/B, 740N/B/T, 940B/Be/T/N

Автор рассматривает конструкцию, схемотехнику, сервисный режим и приводит типовые неисправности популярных мониторов SAMSUNG производства 2006 года.

Общие сведения

Указанные в названии статьи модели мониторов SAMSUNG выполнены на шасси LHA15AS/BS, LHA17AS/BS/TS, LHA19BS/TS/AS (см. соответствие "модель-шасси" в табл. 1). Они появились в продаже в 2006 году. Особенность этого модельного ряда - фирменные функции и технологии управления, такие как MagicBright (благодаря трем предустановкам гаммы позволяет подобрать оптимальный режим отображения для фото-, видеоредактирования или домашних развлечений), MagicTune (любой параметр или режим можно настроить с помощью мыши, не прибегая к обычным кнопкам и экранному меню), MagicZone (можно выбрать прямоугольную область экрана и установить в ней повышенную яркость) и MagicColor (автоматический подбор уровней насыщенности сигналов RGB для наиболее естественного изображения. C точки зрения схемотехники, главной особенностью рассматриваемых моделей является то, что вся схема реализована практически на одной большой интегральной схеме (БИС) SE556M-LF. Эта БИС выполняет функции приема, обработки и формирования выходного сигнала для ЖК панели.

Основные технические характеристики мониторов приведены в табл. 1.

Таблица 1. Технические характеристики мониторов Samsung

Разборка и сборка

Все рассматриваемые модели имеют почти одинаковую конструкцию: в пластмассовом корпусе на подставке (два варианта - нерегулируемая и с регулировкой по высоте) размещена ЖК панель, лампы подсветки (две в 15-дюймовых моделях, и четыре - в 17- и 19-дюймовых), главная плата с элементами входного интерфейса, графическим контроллером (далее - скалер), совмещенным с микроконтроллером, плата блока питания. На этой же плате установлен гибридный субмодуль инвертора - DC/AC-конвертора питания ламп подсветки.

Приведем порядок разборки монитора с нерегулируемой подставкой. Перед разборкой необходимо положить монитор экраном вниз на рабочий стол с мягким покрытием.

1. Сдвигают декоративную заднюю крышку по направлению стрелки (см. рис. 1а) и снимают ее.

2. Выкручивают три самореза, фиксирующие подставку (рис. 1б), и снимают ее, выдвигая по направлению стрелки (рис. 1в).

3. Снимают декоративную переднюю рамку (рис. 1г) и заднюю крышку (рис. 1д).

4. Снимают защитный экран ламп подсветки (рис. 1е).

5. Отключают разъемы ламп подсветки от инвертора (рис. 1ж) и разъем передней панели (рис. 1з), приподнимают экран, на котором с обратной стороны закреплены все электронные платы (рис. 1и), отключают интерфейсный разъем от ЖК панели (рис. 1к) и снимают экран.

6. Снимают ЖК панель (рис. 1л).

Рис. 1. Порядок разборки мониторов

Принципиальная электрическая схема

Принципиальная электрическая схема мониторов приведена на рис. 2-4 (см. в архиве ниже), где рис. 2 - схема блока питания, рис. 3 - схема инвертора питания ламп подсветки, рис. 4 - схема главной платы. Как уже отмечалось, фактически принципиальная схема мониторов реализована на одной БИС IC200 типа SE556M-LF. Все остальные элементы и узлы схемы обеспечивают ее функционирование. Рассмотрим их более подробно.

Блок питания

Блок (см. рис. 2) формирует стабилизированные постоянные напряжения 13 и 5 В, гальванически развязанные от бытовой сети. Он реализован по схеме обратноходового преобразователя, в состав которого входит импульсный трансформатор T801 и ШИМ контроллер IC601 со встроенным мощным MOSFET-транзистором.

Микросхема запускается по выв. 6 (VCTR) током через резистор R603, подключенный к выходу сетевого выпрямителя D601 C605. В рабочем режиме напряжение питания микросхемы (выв. 3) формируется обмоткой 3-4 импульсного трансформатора T601/A и выпрямителем D603 C607. В аварийной ситуации, когда напряжение питания завышено (более 22 В), стабилитрон ZD601 пропускает ток, срабатывает защита по низкому напряжению питания на выв. 3, управляющий ШИМ сигнал блокируется и контроллер переходит в режим "старт-стоп" - запуску по выв. 6.

На вход обратной связи (выв. 4, FB) сигнал поступает от схемы компенсации на элементах IC602, IC603, R609-R613, контролирующей выходное напряжение 5 В.

В дежурном режиме монитора, когда микроконтроллер IC200 отключает нагрузку от источника, микросхема I801 переключается в режим "вспышки", в котором длительность открытого состояния силового ключа уменьшается, соответственно, уменьшается количество передаваемой в нагрузку энергии. Приведем выходные характеристики источника, когда главная плата находится в дежурном режиме:

- потребляемая мощность блока питания составляет 0,6 Вт:

- узел скалера на главной плате потребляет ток 27 мА (5 В);

- ЖК панель выключена;

- узел микроконтроллера на главной плате потребляет ток 27 мА (5 В);

В результате полная потребляемая источником питания мощность составляет около 1 Вт.

Приведем выходные характеристики источника, когда главная плата находится в рабочем режиме:

- 15-дюймовая модель, 2 лампы (7,5 мА, 650 В), P = 10 Вт;

- 17-дюймовая модель, 4 лампы (7,5 мА, 650 В), P = 19,6 Вт;

- 19-дюймовая модель, 4 лампы (7,5 мА, 720 В), P = 23 Вт;

- ЖК панель потребляет ток 720 мА (5 В), P = 3,6 Вт;

- узел скалера на главной плате потребляет ток 245 мА (3,3 В) и 300 мА (1,8 В), Р= 1,35 Вт;

- узел микроконтроллера на главной плате потребляет ток 44 мА (5 В), Р = 0,22 Вт.

На главной плате размещены дополнительные элементы схемы питания - стабилизаторы напряжений 3,3 В IC601 (APL1117T-33VC), 1,8 В 1С602 (APL1117DT-18VC) и транзисторные ключи управления подсветкой (Q601) и питанием ЖК панели ( Q202 Q205).

DC/AC-преобразователь (инвертор)

Он служит для питания электро-люминесцентных ламп подсветки ЖК панели (см. рис. 3).

Схема построена на основе двухканального контроллера IC1 типа FAN7310 фирмы Fairchild Semiconductor. Микросхема питается напряжением 13 В (выв. 17) от блока питания и включается (выв. 3) сигналом ENABLE с выв. 117 1С200 через ключ Q601 (рис. 4). Назначение выводов контроллера FAN7310 приведено в табл. 2.

Таблица 2. Назначение выводов контроллера FAN7310

Фиксированная частота переключения полумостовых схем на элементах M1 и M2 определяется номиналами элементов R5, C5 и составляет около 100 кГц, а период модулирующего сигнала (его можно регулировать, а значит, и регулировать яркость подсветки) - номиналом C4, и составляет не менее 120 Гц. Такая частота выбрана для того, чтобы не было эффекта мерцания подсветки.

Яркость регулируется изменением потенциала от 0 до 4,5 В на выв. 8 IC1. ШИМ сигнал регулировки BL_ADJ_PWM (на рис. 3 обозначается B DIM) формируется графическим контроллером 1С200 (выв. 126), затем через ключ Q203, контакт 1 CTN600 и интегрирующую цепь R4 C21 R3 подается на выв. 8 IC1.

Выходной каскад схемы управляет двумя полумостовыми схемами на полевых MOSFET- транзисторах с N- и P-проводимостью M1 и М2 в асинхронном режиме - когда один полумост открыт, то другой закрыт. Нагрузкой каждого полумоста служит обмотка 5-7 трансформаторов Т602,Т603 (они и выходные разъемы размещены на главной плате). Со вторичных обмоток трансформаторов снимается импульсное высокое напряжение и подается на две лампы (в каждом канале), которые включены последовательно.

Напряжение компенсации для стабилизации токов ламп снимается с резистивных датчиков R16-R21 и через развязывающие диоды поступает на вход схемы компенсации - выв. 9 IC1.

Защита выходов по напряжению реализована с помощью конденсаторных делителей С10 С620, С15 С621, С11 С618, С14 С623, включенных между выводами вторичных обмоток Т602, Т603 и "землей". Если напряжение на одном из конденсаторов С10, С11, С14, С15 превысит уровень 2 В, контроллер блокируется по выв.2 (OLR).

При обрыве одной из ламп потенциал на "холодных" выводах ламп (верхних выводах R16-R19) станет низким, через диоды D10, D11 он запрет транзистор Q1 и конденсатор С9 зарядится от внутреннего источника до уровня более 2 В. В результате сработает защита по выв. 1 IC1 (OLP).

Микроконтроллер и графический процессор

Как уже отмечалось, функции управления и обработки видеосигналов совмещает в себе БИС IC200 типа SE556M-LF.

Архитектура графического контроллера включает в себя входной трехканальный АЦП, графический процессор, схему масштабирования разрешений от VGA до SXGA, генератор экранного меню, тактовый генератор, генератор временных интервалов (таймингов) для ЖК панели и цифровые интерфейсы - входной TMDS (Transition Minimized Differential Signaling, дифференциальная передача сигналов с минимизацией перепадов уровней) и выходной LVDS (Low-Voltage Differential Signaling, низковольтная дифференциальная передача сигналов).

Входные аналоговые сигналы RGB и синхроимпульсы от видеокарты ПК через интерфейсный разъем СЖ01 (рис. 4), помехозащитные и согласующие цепи поступают на главную плату, а на ней - на аналоговый вход микросхемы IC200 - выв. 26-32. Раздельные синхросигналы с этого же разъема подаются на выв. 37 (HSYNC) и выв. 38 (VSYNC) IC200.

Блок автоподстройки и детектирования режима определяет параметры входного сигнала, в соответствии с которыми происходит его дальнейшая обработка. Сигнал оцифровывается и, в зависимости от разрешения, масштабируется.

В качестве буфера для хранения строк масштабируемого изображения используется внутренняя память БИС типа SDRAM.

Если монитор подключен к источнику цифрового сигнала, через разъем DVI CN102, то три пары дифференциальных сигналов данных и одна пара синхросигналов поступают на входной интерфейс TMDS микросхемы IC200 - выв. 3, 4, 6, 7, 9, 10, 12, 13. Входной TMDS-приемник преобразует эти сигналы в цифровой код и далее они обрабатываются так же, как и оцифрованные аналоговые сигналы RGB.

Выходной видеопроцессор считывает данные из буфера строк и формирует из них в буфере полей данные для отображения на ЖК панели. В составе этого блока есть узлы регулировки яркости, контрастности и гамма-коррекции изображения. 

На выходе графического контроллера IC200 формируются сигналы LDI-LVDS-интерфейса: 8 пар дифференциальных видеосигналов (LVA0M(P)-LVA3M(P), LVB0M(P)-LVB3M(P)) и 2 пары сигналов синхронизации LVACKM(P), LVBCKM(P), которые через разъем CN400 подаются на ЖК панель.

Примечание.

LDI-LVDS Display Interface - расширение ранее разработанного интерфейса LVDS. В этой разработке National Semiconductor удвоила число пар линий, используемых для передачи данных, т.е. теперь стало 8 пар дифференциальных сигналов. Кроме того, за счет введения избыточного кодирования улучшен баланс линий по постоянному току, а стробирование производится каждым фронтом тактового сигнала. Данный интерфейс поддерживает скорость передачи данных до 112 МГц.

ЖК панель питается от блока питания напряжением 5 В через ключ Q202 Q205 Q206, управляемый сигналом PANEL_EN с выв. 116 IC200.

Система управления монитором построена на основе микроконтроллера, входящего в состав БИС IC200, ЭСППЗУ пользовательских данных IC203, ЭСППЗУ данных DDC (данные устройства отображения - поддерживаемые режимы, стандарты и т.д.) для интерфейса DVI IC201 и интерфейса VGA IC202, схемы экранного меню (OSD) (в составе IC200) и кнопок передней панели. Со всеми ЭСППЗУ микроконтроллер связан по последовательным интерфейсам I²C.

Функционирование БИС IC200 обеспечивают схема сброса IC204 (подключена к выв. 105) и кварцевый резонатор X201 (14,318 МГц), подключенный к внутреннему тактовому генератору IC200 - выв. 122 и 123.

К выв. 114 IC200 подключен светодиодный индикатор режима работы монитора. Кнопки передней панели подключены к одному из универсальных портов микроконтроллера (выв. 109, 110).

БИС IC200 питается от трех источников: 5, 3,3 и 1,8 В. Напряжение 5 В формируется блоком питания, а 3,3 и 1,8 В - импульсными DC/DC-конверторами IC601 и IC602. Потребление мощности по этим цепям приведено при описании блока питания.

Сервисный режим

Для входа в сервисный режим необходимо установить нулевой уровень яркости и контрастности, затем нажать и удерживать не менее 5 секунд кнопку "Ввод" на передней панели монитора. На экране должно отобразиться сервисное меню (рис. 5).

Рис. 5. Сервисное меню

Меню содержит сведения о панели, лампах подсветки, версии программного обеспечения (прошивка БИС IC200) и его контрольную сумму.

Для навигации в меню служат кнопки "+" (выбор строки меню) и "Меню" (изменение параметра).

После замены ЖК панели необходимо войти в сервисный режим, выбрать строку Panel , нажать и удерживать кнопку "Меню". При этом количество замен (Ch No) должно возрасти на единицу, а время наработки панели и CCFL-ламп подсветки обнулится.

Аналогично поступают при замене CCFL-ламп подсветки.

Для автоматической регулировки уровней цветовых составляющих (баланса белого) необходимо на вход монитора подать тестовый сигнал "градации серого", 16 уровней, нажать и удерживать кнопку "Ввод" в течение 5 секунд. Операция выполнится автоматически.

Типовые неисправности мониторов и способы их устранения

Монитор не включается, сетевой индикатор не светится

Подключают монитор к сети и проверяют наличие напряжения 300 В на выв. 1 IC601 (рис. 2). Если напряжение равно нулю, отключают монитор от сети и омметром проверяют на обрыв элементы FH-601, TH601, L601, CN601, D601, обмотку 1-5 Т601/A, BD601. Если неисправен предохранитель FH601, то перед его заменой проверяют омметром на короткое замыкание элементы сетевого фильтра, диодный мост D601, а также элементы С605, С606, D602, обмотку 1-5 Т601/A.

Если напряжение на выв. 1 IC601 равно 300 В, проверяют на обрыв резистор R603 - цепь запуска. На выв. 3 IC601 должно быть постоянное напряжение 15...18 В. Если питания нет, проверяют элементы D603, R606, ZD601, C607, обмотку 4-3 Т601/A. Если элементы исправны, заменяют микросхему IC601.

Если результата нет, проверяют все элементы в цепи обратной связи и, в первую очередь, IC603, IC602, ZD602, C609.

Сетевой индикатор не светится, ИП работает в режиме короткого замыкания ("старт-стоп")

Если на выв. 1 IC601 есть импульсы с периодом в десятки мс, а вторичные напряжения 13 и 5 В отсутствуют, проверяют обмотку 4-3 трансформатора Т601/А и элементы схемы питания IC601-D603, R606, ZD601, C607. Если они исправны, омметром проверяют на короткое замыкание выходные цепи всех вторичных каналов блока, определяют место короткого замыкания и устраняют причину.

Если во вторичных цепях нет короткого замыкания, необходимо выпаять из платы трансформатор Т601/А и проверить его обмотки на короткозамкнутые витки.

Монитор не работает, сетевой индикатор не светится, блок питания исправен (есть выходные напряжения 13 и 5 В)

С помощью вольтметра проверяют наличие напряжений 13 и 5 В соответственно на контактах 2 и 6, 7 разъема главной платы СN600 (рис. 4). Если напряжения есть, проверяют стабилизаторы IC601 (3,3 В), IC602 (1,8 В) - они довольно часто выходят из строя. Если причина не в них, а в нагрузке (срабатывает токовая защита стабилизаторов), определяют и устраняют причину.

Если напряжения 5, 3,3 и 1,8 В подаются на микросхему IC200, проверяют внешние элементы микроконтроллера: X201, IC204, C207. В случае, если они исправны, микросхему IC200 придется заменить. Необходимо иметь в виду, что новая микросхема SE556M-FL должна иметь такую же версию прошивки (см. номер версии в сервисном режиме).

Сетевой индикатор мигает, изображение отсутствует

Рассмотрим случай, когда обрабатывается аналоговый сигнал RGB.

Вначале необходимо проверить, что источник сигнала (компьютер) включен, и интерфейсный кабель монитора подключен к источнику. Сигнал CHK_DSUB на выв. 48 IC200 должен быть активен (низкий уровень). Если этого нет, проверяют наличие контакта в разъеме CN101.

Если сигнал активен CHK_DSUB, возможно, монитор находится в режим энергосбережения и синхросигналы не поступают на его вход. Для контроля с помощью осциллографа проверяют их наличие на интерфейсном разъеме CN101 (контакты 13, 14, уровни ТТЛ). Иногда выходят из строя защитные стабилитроны на входе ZD111, ZD112 или конденсаторы С115, С116. Они проверяются омметром на короткое замыкание.

Если все сигналы есть, проверяют питание микросхемы IC200. Наличие синхросигналов на входе микросхемы IC200 и их отсутствие на выходах (10 пар дифференциальных сигналов размахом 350 мВ), а также отсутствие обмена с ЭСППЗУ IC201 по интерфейсу I²C (выв. 44, 46, 47) говорит о ее неисправности.

Если такая же проблема возникла при работе с цифрового входа DVI, поиск неисправности ведется аналогично, только контролируются четыре пары дифференциальных сигналов с разъема CN102.

Сетевой индикатор постоянно светится, но изображение отсутствует

Если при внешнем освещении панели изображение едва просматривается - не работает подсветка. Вначале визуально проверяют узел инвертора на обгорание элементов платы и самой платы, выходных разъемов (зачастую, в них пропадает контакт). Если все в порядке, желательно сразу проверить заменой исправность ламп CCFL. В крайнем случае лампы можно заменить конденсаторами 27...47 пФ х 1 кВ или резисторами 100 кОм х 5 Вт. Если инвертор с замененными лампами по-прежнему не работает, проверяют наличие питающих напряжений 13 и 5 В соответственно на контактах 2 и 7 CN603 (рис. 2), предохранитель FH602 на обрыв. Если напряжения есть, но предохранитель сгорел, отключают инвертор от сети и омметром проверяют на короткое замыкание все элементы, подключенные к шине 13 В, и в первую очередь, сборки полевых MOSFET-транзисторов М1 и М2 (AM4512G).

Если предохранитель цел, контролируют входные управляющие сигналы:

- ENABLE (высокий потенциал 2...3 В);

- B_DIM (0...4,5 В), уровень должен быть отличен от нуля;

- А_DIM (0...3,3 В), уровень должен быть отличен от нуля.

Если все управляющие сигналы и питающие напряжения присутствуют, необходимо проверить уровни напряжений на защитных входах микросхемы - выв. 1 и 2 IC1. Они должны быть в пределах 0,6...0,8 В. Если напряжение на одном из входов более 2 В, проверяют элементы в цепях защиты (см. описание).

О работоспособности микросхемы IC1 можно судить по следующим признакам:

- температура корпуса 25...50°С;

- на выв. 6 напряжение равно 2,5 В;

- пилообразное напряжение частотой 120...150 Гц размахом около 1 В на выв. 11;

- синусоидальный сигнал частотой около 100 кГц на выв. 13.

Если после подачи питания на инвертор выходные противофазные сигналы размахом около 10 В кратковременно появляются и пропадают на выв. 14, 15, 18, 19 IC1, скорее всего, она исправна, и проблема в элементах "обвязки" микросхемы.

Есть подсветка, нет изображения

Проблема в БИС SE556M-E или в цепях ее питания. Довольно часто выходит из строя один из стабилизаторов - IC601 (3,3 В) или IC602 (1,8 В). Если питание на микросхему поступает, заменяют ее на аналогичную с такой же прошивкой.

Есть изображение экранного меню, нет основного изображения

Возможно, неисправен источник сигнала. Если это не так, подают сигнал на другой вход монитора. Если при этом изображение появляется, проверяют прохождение видеосигналов по неработающему тракту (см. описание).

Отсутствует одна или несколько вертикальных линий на изображении

Как правило, это связано с неисправностью ЖК панели. В этом случае придется ее заменить. Иногда эта с проблема бывает связана с пропаданием контакта между гибким шлейфом и ЖК панелью (он фиксируется с помощью специального токопроводящего клея). В некоторых случаях удается устранить проблему, если прижать шлейф к ЖК панели - установить между ней и корпусом диэлектрическую резиновую прокладку. Если проблема не решается, панель заменяют.

Не работают некоторые или все кнопки на передней панели

Омметром проверяют соответствующую кнопку. Проверяют наличие контакта в разъеме CN200. Если уровни сигналов на входах IC200 изменяются при нажатии кнопки, а меню не появляется, неисправна БИС или ее прошивка.

Все недостающие схемы можно скачать здесь

Литература

1. ЖК мониторы. Серия "Ремонт", выпуск № 95. Москва, СОЛОН-ПРЕСС, 2007.

Автор: Николай Елагин (г. Зеленоград)

Источник: Ремонт и сервис