Почему быстро перегорают светодиоды в подсветке?
Категория
Секреты телемастера
Те кто давно и постоянно занимаются ремонтом телевизоров уже привыкли к тому что примерно процентов 80 всех неисправной приходится в основном на источник питания, однако современная реальность преподносит свои коррективы в эту статистику- сейчас мастерам все чащи приходится сталкиваться с таким явлением как неисправность подсветки.
Причем главный парадокс заключается в том ,что хваленная всеми производителями светодиодная (LED) подсветка выходит из строя гораздо чаще, чем уже морально устаревшая ламповая...
Казалось-бы почему так? Ведь (по заверению всех производителей) светодиод это штука практически вечная, и внедрение светодиодов в телевизоры должны только лишь увеличивать срок эксплуатации, но в реальности все как раз с точностью до наоборот: если лампы в телевизорах (или мониторах) работали относительно долго, то светодиоды перегорают гораздо чаще...
Давайте попробуем разобраться почему-же так происходит...
Как известно, ЖК (LCD) панели не могут сами излучать свет: они всего-лишь формируют саму картинку, в вот для того чтобы получить яркость необходима внешняя подсветка. Года, примерно, до 2012 подсветка в ЖК панелях осуществлялась при помощи ламп (нечто вроде самых обыкновенных люминесцентных ламп "дневного света") и вся эта конструкция работала достаточно надежно: у ламп запаса прочности хватает в среднем лет на 6-8, а инвертор (тот самый модуль который заставляет лампы работать) выходит из строя не так уж и часто, причем (если все-ж таки инвертор и сгорел), чаще всего причиною служит источник питания.
Со светодиодной подсветкой все гораздо интереснее, но для того чтобы понять в чем причина перегорания светодиодов, давайте сначала разберемся как все это работает...
Итак, сами светодиодные планки (их еще часто называют "стринги") располагаются таким образом чтобы обеспечить равномерную засветку экрана изнутри. Выглядят они вот по разному, иногда вот так:
Иногда вот так
Все фотки взяты с нашего форума. Если хотите просмотреть изображения в полном размере, то кликните по ним (откроются в новом окне).
Количество самих светодиодов, конечно же, может отличаться в зависимости от размера экрана
Вроде бы, на первый взгляд, все легко и просто- подай на светодиоды напряжение, они включатся и все проблемы, однако это далеко не так: ведь во-первых их здесь достаточно много, а во-вторых светодиоды еще ведь должны включаться, выключаться, да и яркость у них должна регулироваться...
Как бы там производитель не заверял что светодиоды практически не потребляют ток (если сравнить с обычной электролампочкой, то, конечно-же да- ток здесь гораздо меньше...), однако при их большом количестве цифры получаются уже достаточно серьезные: так, к примеру достаточно распространенный светодиод 3535 (он, кстати, интересен тем что может быть рассчитан на различное напряжение) при параметрах 6V, 2W потребляет ток в 300 mA, и если их в подсветке будет штук 20, то при параллельном включении ток-то уже получается до 6 Ампер...
И ведь это еще не все: для того чтобы все это надежно работало необходимо чтобы источник тока имел запас мощности хотя-бы процентов 50, да и коммутация и регулировка яркости потребует довольно мощных ключевых элементов....
В результате в конечном итоге что получается? Производитель вынужден будет устанавливать дополнительный источник тока Ампер в 10 (а то и более...) и мощные ключевые транзисторы (а это опять-же нужно будет обеспечивать тепло-отдачу!!).
С теоретической точки зрения, в принципе, это все возможно, но зачем эти лишние нагромождения? Ведь гораздо проще будет соединить светодиоды последовательно- получить повышенное напряжение проще, да ток при этом будет не слишком большой...
Регулировка яркости подсветки (и включение-выключение в том числе) выполняются по принципу ШИМ-инвертора (типа как в импульсном источнике питания). Для примера рассмотрим схему:
Эта схема драйвера LED-подсветки телевизора SAMSUNG, выполненная с применением микросхемы SEM5025.
Цепочка их последовательно-включенных светодиодов подключается к разъему "LED LAMP". Как мы видим- на один контакт разъема приходит 195V (об этом чуть ниже), а на другом выводе разъема находится MOSFET транзистор.
Уровень открывания этого транзистора и будет регулировать яркость свечения LED- планки.
Управление транзистором осуществляется за счет подачи на его затвор импульсов с микросхемы IC9101 (та самая SEM5025).
Кроме этого в схеме предусмотрена еще и стабилизация по току: на вывод 10 микросхемы приходит сигнал с токового датчика (это резистор R9120).
А вот теперь самое интересное...
Практически все производители предусматривают различные режимы яркости. Они заложены в пользовательском меню и переключаются как "кино, пользователь, динамичный, экономичный" и так далее...
То есть- для питания всей светодиодной планки источником питания вырабатывается напряжение немного выше номинального: так, скажем, если в телевизорах LG в 32 дюйма установлены 18 6-ти Вольтовых светодиодов, то номинальное напряжение должно быть примерно 120 Вольт, а в реальности источник питания выдает Вольт 150- 180. Для чего так поступил производитель? Судя по всему он размышлял "дадим напругу чуть больше, а степень свечения уже при помощи драйвера отрегулируем"....
В результате что мы имеем? Во-первых при включении мы получим достаточно сильный скачок напряжения (пока там транзистор откроется и токовый датчик сработает...), а во-вторых ни один из пользователей не знает что светодиоды подсветки при режиме "динамичный" начинают работать с перегрузкой....(да и продавцы- консультанты в магазинах об этом знать не знают....).
Итого, вернемся теперь к первоначальном вопросу всей статьи: почему-же все-таки светодиоды в подсветке часто перегорают?
Как мы видим LED-подсветка преподносит нам сразу несколько сюрпризов:
Первое. При последовательном включении все светодиоды имеют огромную взаимосвязь: при выходе любого из них из строя, гаснет сразу вся цепь полностью.
Второе: для увеличения яркости производитель чаще всего завышает напряжение подсветки, и поэтому светодиоды начинают работать с большой перегрузкой и перегревом (как показала практика температура кристалла иногда достигает 120 градусов!), а ведь это очень даже пагубно: даже те светодиоды которые и выдерживают такое издевательство, все равно со временем деградируют.
Третье. Об этом, кстати, многие не задумываются, но, однако, это факт: светодиод, вообще-то, это прибор полупроводниковый и поэтому он может не только оборваться, но еще и пробиться... А ведь это даже гораздо хуже: если в электролампочке обрывается нить накала, то цепь прерывается, здесь-же сам пробитый светодиод перестанет светить, но электрическую цепь при этом не разорвет. Следовательно току другим светодиодам достанется еще больше (а они там и так, бедолаги, с перегрузкой работают...).
Можно-ли продлить срок службы светодиодной подсветки, а если да, то как?
Из всего вышесказанного следуют простые выводы:
Первое: пока телевизор новый то стараться не эксплуатировать его в "динамичном" режиме.
Второе: если все-же таки пришло время ремонтировать подсветку, то после ремонта желательно уменьшить ток протекающий через светодиоды. А делать это, в принципе, достаточно просто- необходимо всего-ли увеличить номинал токового датчика в драйвере. Так, к примеру, для вышеприведенной схемы, увеличение номинала резистора R9120 до 4,7 Ома вместо установленного 3,9 Ома приводит к уменьшению тока светодиодов примерно процентов на 20.
Общие рекомендации при ремонте LED подсветки
* Во первых всегда следует помнить о том что матрица это вещь чрезвычайно хрупкая и при ее извлечении необходимо соблюдать крайнюю осторожность.
* Кроме защиты от повреждений самого стекла, необходимо еще внимательно отнестись и ко всем шлейфам- их так-же стоит оберегать от перекосов и разрывов.
* Перепаиваются сами светодиоды при помощи паяльного фена при температуре в пределах примерно 270- 300 градусов, не более.
* Конечно же (если по-хорошему) то светодиоды лучше всего менять сразу все и ставить одинаковые.
Остались вопросы: заходите к нам на ФОРУМ