Усилитель, несмотря на относительную простоту, обеспечивает довольно высокие параметры. Вообще-то, по правде говоря, у "микросхемных" усилителей есть ряд ограничений, поэтому усилители на "рассыпухе" могут обеспечить более высокие показатели. В защиту микросхемы (а иначе почему я и сам ее использую, и другим рекомендую?) можно сказать:
Схема очень простая
и очень дешевая
и практически не нуждается в наладке
и собрать ее можно за один вечер
а качество превосходит многие усилители 70-х... 80-х годов, и вполне достаточно для большинства применений (да и современные системы до 300 долларов могут ей уступить)
таким образом, усилитель подойдет и начинающему, и опытному радиолюбителю (мне, например, как-то понадобился многоканальный усилитель проверить одну идейку. Угадайте, как я поступил?).
В любом случае, плохо сделанный и неправильно настроенный усилитель на "рассыпухе" будет звучать хуже микросхемного. А наша задача - сделать очень хороший усилитель. Надо отметить, что звучание усилителя очень хорошее (если его правильно сделать и правильно питать), есть информация, что какая-то фирма выпускала Hi-End усилители на микросхеме TDA7294! И наш усилитель ничуть не хуже!!!
Схема этого усилителя - это практически повторение схемы включения, предлагаемой производителем. И это неслучайно - уж кто лучше знает, как ее включать. И наверняка не будет никаких неожиданностей из-за нестандартного включения или режима работы.
Входная цепочка R1C1 представляет собой фильтр нижних частот (ФНЧ), обрезающий все выше 90 кГц. Без него нельзя - ХХI век - это в первую очередь век высокочастотных помех. Частота среза этого фильтра довольно высока. Но это специально - я ведь не знаю, к чему будет подключаться этот усилитель. Если на входе будет стоять регулятор громкости, то в самый раз - его сопротивление добавится к R1, и частота среза снизится (оптимальное значение сопротивления регулятора громкости ~10 кОм, больше - лучше, но нарушится закон регулирования).
Далее цепочка R2C2 выполняет прямо противоположную функцию - не пропускает на вход частоты ниже 7 Гц. Если для вас это слишком низко, емкость С2 можно уменьшить. Если сильно увлечься снижением емкости, можно остаться совсем без низких. Для полного звукового диапазона С2 должно быть не менее 0,33 мкф. И помните, что у конденсаторов разброс емкостей довольно большой, поэтому если написано 0,47 мкф, то запросто может оказаться, что там 0,3! И еще. На нижней границе диапазона выходная мощность снижается в 2 раза, поэтому ее лучше выбирать пониже:
С2[мкФ] = 1000 / (6,28 * Fmin[Гц] * R2[кОм])
Резистор R2 задает входное сопротивление усилителя. Его величина несколько больше, чем по даташиту, но это и лучше - слишком низкое входное сопротивление может "не понравиться" источнику сигнала. Учтите, что если перед усилителем включен регулятор громкости, то его сопротивление должно быть раза в 4 меньше, чем R2, иначе изменится закон регулирования громкости (величина громкости от угла поворота регулятора). Оптимальное значение R2 лежит в диапазоне 33...68 кОм (большее сопротивление снизит помехоустойчивость).
Схема включения усилителя - неинвертирующая. Резисторы R3 и R4 создают цепь отрицательной обратной связи (ООС). Коэффициент усиления равен:
Ку = R4 / R3 + 1 = 28,5 раза = 29 дБ
Это почти равно оптимальному значению 30 дБ. Менять коэффициент усиления можно, изменяя резистор R3. Учтите, что делать Ку меньше 20 нельзя - микросхема может самовозбуждаться. Больше 60 его также делать не стОит - глубина ООС уменьшится, а искажения возрастут. При значениях сопротивлений, указанных на схеме, при входном напряжении 0,5 вольт выходная мощность на нагрузке 4 ома равна 50 Вт. Если чувствительности усилителя не хватает, то лучше использовать предварительный усилитель.
Значения сопротивлений несколько больше, чем рекомендовано производителем. Это во-первых, увеличивает входное сопротивление, что приятно для источника сигнала (для получения максимального баланса по постоянному току нужно чтобы R4 было равно R2). Во-вторых, улучшает условия работы электролитического конденсатора С3. И в-третьих, усиливает благотворное влияние С4. Об этом поподробнее. Конденсатор С3 последовательно с R3 создает 100%-ю ООС по постоянному току (так как сопротивление постоянному току у него бесконечность, и Ку получается равным единице). Чтобы влияние С3 на усиление низких частот было минимально, его емкость должна быть довольно большой. Частота, на которой влияние С3 становится заметной равна:
F [Гц] = 1000 / (6,28 * R3 [кОм] * С3 [мкФ]) = 1,3 Гц
Эта частота и должна быть очень низкая. Дело в том, что С3 - электролитический полярный, а на него подается переменное напряжение и ток, что для него очень плохо. Поэтому чем меньше значение этого напряжения, тем меньше искажения, вносимые С3. С этой же целью его максимально допустимое напряжение выбирается довольно большим (50В), хотя напряжение на нем не превышает 100 милливольт. Очень важно, чтобы частота среза цепи R3С3 была намного ниже, чем входной цепи R2С2. Ведь когда проявляется влияние С3 из-за роста его сопротивления, то и напряжеине на нем увеличивается (выходное напряжение услителя перераспределяется между R4, R3 и С3 пропорционально их сопротивлениям). Если же на этих частотах выходное напряжение падает (из-за падения входного напряжения), то и напряжение на С3 не растет. В принципе, в качестве С3 можно использовать неполярный конденсатор, но я не могу однозначно сказать, улучшится от этого звук, или ухудшится: неполярный конденсатор это "два в одном" полярных, включенных встречно.
Конденсатор С4 шунтирует С3 на высоких частотах: у электролитов есть еще один недостаток (на самом деле недостатков много, это расплата за высокую удельную емкость) - они плохо работают на частотах выше 5-7 кГц (дорогие лучше, например Black Gate, ценой 7-12 евро за штуку неплохо работает и на 20 кГц). Пленочный конденсатор С4 "берет высокие частоты на себя", тем самым снижая искажения, вносимые на них конденсатором С3. Чем больше емкость С4 - тем лучше. А его максимальное рабочее напряжение может быть сравнительно небольшим.
Цепь С7R9 увеличивает устойчивость усилителя. В принципе усилитель очень устойчив, и без нее можно обойтись, но мне попадались экземпляры микросхем, которые без этой цепи работали хуже. Конденсатор С7 должен быть рассчитан на напряжение не ниже, чем напряжение питания.
Конденсаторы С8 и С9 осуществляют так называемую вольтодобавку. Через них часть выходного напряжения поступает обратно в предоконечный каскад и складывается в напряжением питания. В результате напряжение питания внутри микросхемы оказывается выше, чем напряжение источника питания. Это нужно потому, что выходные транзисторы обеспечивают выходное напряжение вольт на 5 меньше, чем напряжение на их входах. Таким образом, чтобы получить на выходе 25 вольт, нужно подать на затворы транзисторов напряжение 30 вольт, а где его взять? Вот и берем его с выхода. Без цепи вольтодобавки выходное напряжение микросхемы было бы вольт на 10 меньше, чем напряжение питания, а с этой цепью всего на 2-4. Пленочный конденсатор С9 берет работу на себя на высоких частотах, где С8 работает хуже. Оба конденсатора должны выдерживать напряжение не ниже, чем 1,5 напряжения питания.
Резисторы R5-R8, конденсаторы С5, С6 и диод D1 управляют режимами Mute и StdBy при включении и выключении питания (см. Режимы Mute и StandBy в микросхеме TDA7294/TDA7293). Они обеспечивают правильную последовательность включения/выключения этих режимов. Правда все отлично работает и при "неправильной" их последовательности, так что такое управление нужно больше для собственного удовольствия.
Конденсаторы С10-С13 фильтруют питание. Их использование обязательно - даже с самым наилучшим источником питания сопротивления и индуктивности соединительных проводов могут повлиять на работу усилителя. При наличии этих конденсаторов никакие провода не страшны (в разумных пределах)! Уменьшать емкости не стОит. Минимум 470 мкФ для электролитов и 1 мкФ для пленочных. При установке на плату необходимо, чтобы выводы были максимально короткими и хорошо пропаяны - не жалейте припоя. Все эти конденсаторы должны выдерживать напряжение не ниже, чем 1,5 напряжения питания.
И, наконец, резистор R10. Он служит для разделения входной и выходной земли. "На пальцах" его назначение можно объяснить так. С выхода усилителя через нагрузку на землю протекает большой ток. Может так случиться, что этот ток, протекая по "земляному" проводнику, протечет и через тот участок, по которому течет входной ток (от источника сигнала, через вход усилителя, и далее обратно к источнику по "земле"). Если бы сопротивление проводников было нулевым, то и ничего страшного. Но сопротивление хоть и маленькое, но не нулевое, поэтому на сопротивлении "земляного" провода будет появляться напряжение (закон Ома: U=I*R), которое сложится со входным. Таким образом выходной сигнал усилителя попадет на вход, причем эта обратная связь ничего хорошего не принесет, только всякую гадость. Сопротивление резистора R10 хоть и мало (оптимальное значение 1...5 Ом), но намного больше, чем сопротивление земляного проводника, и через него (резистор) во входную цепь попадет в сотни раз меньший ток, чем без него.
В принципе, при хорошей разводке платы (а она у меня хорошая) этого не произойдет, но с другой стороны, что-то подобное может случиться в "макромасштабе" по цепи источник_сигнала-усилитель-нагрузка. Резистор поможет и в этом случае. Впрочем, его можно вполне заменить перемычкой - он использован исходя из принципа "лучше перебдеть, чем недобдеть".
Источник питания
Усилитель питается двухполярным напряжением (т.е. это два одинаковых источника, соединенных последовательно, а их общая точка подключена к земле).
Минимальное напряжение питания по даташиту +- 10 вольт. Я лично пробовал питать от +-14 вольт - микросхема работает, но стОит ли так делать? Ведь выходная мощность получается мизерной! Максимальное напряжение питания зависит от сопротивления нагрузки (это напряжение каждого плеча источника):
Сопротивление нагрузки, Ом Максимальное напряжение питания, В
4 27
6 31
8 35
Эта зависимость вызвана допустимым нагревом микросхемы. Если микросхема установлена на маленьком радиаторе, напряжение питания лучше снизить. Максимальная выходная мощность, получаемая от усилителя приблизительно описывается формулой:
Где единицы: В, Ом, Вт (я отдельно исследую этот вопрос и опишу), а Uип - напряжения одного плеча источника питания в режиме молчания.
Мощность блока питания должна быть ватт на 20 больше, чем выходная мощность. Диоды выпрямителя рассчитаны на ток не менее 10 Ампер. Емкость конденсаторов фильтра не менее 10 000 мкФ на плечо (можно и меньше, но максимальная мощность снизится а искажения возрастут).
Нужно помнить, что напряжение выпрямителя на холостом ходу в 1,4 раза выше, чем напряжение на втоичной обмотке трансформатора, поэтому не спалите микросхему! Простая, но довольно точная программа для расчета блока питания (zip-файл около 230 кБайт). И не забывайте, что для стереоусилителя нужен вдвое более мощный блок питания (при расчете по предлагаемой программе все учитывается автоматически).
От импульсного источника схема тоже работает, но тут высокие требования предъявляются к самому источнику - малые пульсации, возможность отдавать ток до 10 ампер без проблем, сильных "просадок" и срывов генерации. Помните, что высокочастотные пульсации подавляются микросхемой гораздо хуже, поэтому уровень искажений может повысится в 10-100 раз, хотя "на вид" там все в порядке. Хороший импульсный источник, пригодный для Hi-Fi аудио - это сложное и недешевое устройство, поэтому изготовить "старомодный" аналоговый блок питания будет зачастую проще и дешевле.
Печатная плата односторонняя и имеет размеры 65х70 мм:
Плата разведена с учетом всех требований, предъявляемых к разводке высококачественных усилителей. Вход разведен максимально далеко от выхода, и заключен в "экран" из разделенной земли - входной и выходной. Дорожки питания, обеспечивают максимальную эффективность фильтрующих конденсаторов (при этом длинна выводов конденсаторов С10 и С12 должна быть минимальна). В своей экспериментальной плате я установил клемники для подключения входа, выхода и питания - место под них предусмотрено (может несколько мешать конденсатор С10), но для стационарных конструкций лучше все эти провода припаять - так надежнее.
Широкие дорожки кроме низкого сопротивления обладают еще тем преимуществом, что труднее отслаиваются при перегреве. Да и при изготовлении "лазерно-утюжным" методом если где и не "пропечатается" квадрат 1 мм х 1 мм, то не страшно - все равно проводник не оборвется. Кроме того, широкий проводник лучше держит тяжелые детали (а тонкий может просто отклеиться от платы).
На плате всего одна перемычка. Она лежит под выводами микросхемы, поэтому ее нужно монтировать первой, а под выводами оставить достаточно места, чтобы не замкнуло.
Резисторы все, кроме R9 мощностью 0,12 Вт, Конденсаторы С9, С10, С12 К73-17 63В, С4 я использовал К10-47в 6,8 мкФ 25В (в кладовке завалялся... С такой емкостью даже без конденсатора С3 частота среза по цепи ООС получается 20 Гц - там, где не нужно глубоких басов, одного такого конденсатора вполне достаточно). Однако я рекомендую все конденсаторы использовать типа К73-17. Использование дорогих "аудиофильских" я считаю неоправданным экономически, а дешевые "керамические" дадут худший звук (это по идее, в принципе - пожалуйста, только помните, что некоторые из них выдерживают напряжение не более 16 вольт и в качестве С7 их использовать нельзя). Электролиты подойдут любые современные. На плате нанесена полярность подключения всех электролитических конденсаторов и диода. Диод - любой маломощный выпрямительный, выдерживающий обратное напряжение не менее 50 вольт, например 1N4001-1N4007. Высокочастотные диоды лучше не использовать.
В углах платы предусмотрено место для отверстий крепежных винтов М3 - можно крепить плату только за корпус микросхемы, но все же надежнее еще и прихватить винтами.
Микросхему обязательно установить на радиатор площадью не менее 350 см2. Лучше больше. В принципе в нее встроена тепловая защита, но судьбу лучше не искушать. Даже если предполагается активное охлаждение, все равно радиатор должен быть достаточно массивным: при импульсном тепловыделении, что характерно для музыки, тепло более эффективно отбирается теплоемкостью радиатора (т.е. большая холодная железка), нежели рассеиванием в окружающую среду.
Металлический корпус микросхемы соединен с "минусом" питания. Отсюда возникают два способа установки ее на радиатор:
Через изолирующую прокладку, при этом радиатор может быть электрически соединен с корпусом.
Напрямую, при этом радиатор обязательно электрически изолирован от корпуса.
Второй вариант (мой любимый) обеспечивает лучшее охлаждение, но требует аккуратности, например не демонтировать микросхему при включенном питании.
В обоих случаях нужно использовать теплопроводящую пасту, причем в 1-м варианте она должна быть нанесена и между корпусом микросхемы и прокладкой, и между прокладкой и радиатором.
Налаживание усилителя
Общение в интернете показывает, что 90% всех проблем с аппаратурой составляет ее "неналаженность". То есть, спаяв очередную схему, и не сумев ее наладить, радиолюбитель ставит на ней крест, и вовсеуслышанье объявляет схему плохой. Поэтому наладка - самый важный (и зачастую самый сложный) этап создания электронного устройства.
Правильно собранный усилитель в налаживании не нуждается. Но, поскольку никто не гарантирует, что все детали абсолютно исправны, при первом включении нужно соблюдать осторожность.
Первое включение проводится без нагрузки и с отключенным источником входного сигнала (лучше вообще закоротить вход перемычкой). Хорошо бы в цепь питания (и в "плюс" и в "минус" между источником питвния и самим усилителем) включить предохранители порядка 1А. Кратковременно (~0,5 сек.) подаем напряжение питания и убеждаемся, что ток, потребляемый от источника небольшой - предохранители не сгорают. Удобно, если в источнике есть светодиодные индикаторы - при отключении от сети, светодиоды продолжают гореть не менее 20 секунд: конденсаторы фильтра долго разряжаются маленьким током покоя микросхемы.
Если потребляемый микросхемой ток большой (больше 300 мА), то причин может быть много: КЗ в монтаже; плохой контакт в "земляном" проводе от источника; перепутаны "плюс" и "минус"; выводы микросхемы касаются перемычки; неисправна микросхема; неправильно впаяны конденсаторы С11, С13; неисправны конденсаторы С10-С13.
Убедившись, что с током покоя все ОК, смело включаем питание и измеряем постоянное напряжение на выходе. Его величина не должна превышать +-0,05 В. Большое напряжение говорит о проблемах с С3 (реже с С4), или с микросхемой. Бывали случаи, когда "межземельный" резистор либо был плохо пропаян, либо вместо 3 Ом имел сопротивление 3 кОм. При этом на выходе была постоянка 10...20 вольт. Подключив к выходу вольтметр переменного тока, убеждаемся, что переменное напряжение на выходе равно нулю (это лучше всего делать с замкнутым входом, или просто с неподключенным входным кабелем, иначе на выходе будут помехи). Наличие на выходе переменного напряжения говорит о проблемах с микросхемой, или цепями С7R9, С3R3R4, R10. К сожалению, зачастую обычные тестеры не могут измерить высокочастотное напряжение, которое появляется при самовозбуждении (до 100 кГц), поэтому лучше всего здесь использовать осциллограф.
Если и тут все в порядке, подключаем нагрузку, еще раз проверяем на отсутствие возбуждения уже с нагрузкой, и все - можно слушать!
Но лучше все же провести еще один тест. Дело в том, что самым, на мой взгляд, мерзким видом возбуждения усилителя, является "звон" - когда возбуждение появляется только при наличии сигнала, причем при его определенной амплитуде. Потому что его трудно обнаружить без осциллографа и звукового генератора (да и устранить непросто), а звук портится коллосально из-за огромных интермодуляционных искажений. Причем на слух это обычно воспринимается как "тяжелый" звук, т.е. без всяких дополнительных призвуков (т.к. частота очень высокая), поэтому слушатель и не знает, что у него усилитель возбуждается. Просто послушает, и решит, что микросхема "плохая", и "не звучит".
При правильной сборке усилителя и нормальном источнике питания такого быть не должно.
Однако иногда бывает, и цепь С7R9 как раз и борется с такими вещами. НО! В нормальной микросхеме все ОК и при отсутствии С7R9. Мне попадались экземпляры микросхемы со звоном, в них проблема решалась введением цепи С7R9 (поэтому я ее и использую, хоть в даташите ее и нет). Если подобная гадость имеет место даже при наличии С7R9, то можно попробовать ее устранить, "поигравшись" с сопротивлением (его можно уменьшить до 3 Ом), но я бы не советовал использовать такую микросхему - это какой-то брак, и кто его знает, что в ней еще вылезет.
Проблема в том, что "звон" можно увидеть только на осциллографе, при подаче на усилитель сигнала со звукового генератора (на реальной музыке его можно и не заметить) - а это оборудование есть далеко не у всех радиолюбителей. (Хотя, если хотите эти делом хорошо заниматься, постарайтесь такие приборы заметь, хотя бы где-то ими пользоваться). Но если желаете качественного звука - постарайтесь провериться на приборах - "звон" - коварнейшая вещь, и способен повредить качеству звучания тысячей способов. Мои платы
Светодиодные ленты широко используются в декоративной подсветке и функциональном освещении, но периодически они выходят из строя полностью или частично, в связи с этим возникает необходимость их ремонта или замены. Часто можно обойтись лишь заменой небольшого её участка, что сократит расходы на ремонт. В статье мы рассмотрим типовые проблемы с Led-лентой.
Прежде чем приступить к рассмотрению отмечу, что основной акцент будет сделан на распространённых лентах с питанием 12В, ленты на 24В аналогичны по конструкции, а в конце будут рассмотрены особенности ремонта сетевых (220В) лент.
Конструкция
Прежде чем рассмотреть неисправности нужно разобраться из чего состоит и почему она гибкая. Led-ленту можно разбить на две части:
Гибкая печатная плата;
Светодиоды и токоограничительные резисторы.
С одной из сторон гибкая печатная плата покрыта клейким составом.
На второй стороне нанесен металлизированный слой - токопроводящие дорожки. Они выполнены в виде тонких медных полос. и токоограничительные резисторы припаяны на токопроводящие дорожки.
Лицевая сторона может быть окрашена белым цветом, тогда дорожки не видны, их можно рассмотреть при близком изучении структуры ленты.
Если вести речь о белых светодиодах, то для их свечения необходимо напряжение около 3В, а лента питается от 12, как это сделано? Лента состоит из сегментов по три последовательно соединённых светодиода и 1 или больше резисторов.
Для работы трёх последовательно соединённых светодиодов нужно 8.5-9.5В, резисторы подбираются таким образом, чтобы обеспечить номинальный ток светодиодов и сжечь лишние пару вольт. Каждый такой сегмент работает от напряжения 12В.
В ленте такие сегменты по три светодиода . Поэтому её можно резать в специально отмеченных местах на любую длину. Место разреза - это место соединения двух сегментов.
К бытовой электросети напряжением 220В переменного тока такая лента подключается с помощью блока питания, с выходным напряжением 12В постоянки.
Теперь, когда вы знаете о том, из чего состоит светодиодная лента, перейдем к поиску неисправностей.
Неисправность #1 - не горит вся лента
Если при включении питания выяснилось, что лента вообще не светится, то нужно в первую очередь убедиться: включён ли блок питания в розетку? Затем проверить есть ли в розетке напряжение, лучше это делать контрольной лампой или мультиметром.
Если проверять , то максимум, что получится выяснить - это наличие фазы, а ноля может не быть. Ещё один вариант - проверка двухпроводным индикатором напряжения.
Если розетка исправна, проверяем, цел ли провод, по которому на блок питания подают 220В. Для этого измерьте напряжения или проверьте его наличие контрольной лампой на клеммах блока питания, к которым он подсоединен, обычно эти клеммы обозначены буквами L (line) и N (neutral), или знаком "~".
Если напряжение есть, значит, проверяем напряжение 12V на выходе блока питания, опять-таки мультиметром или контрольной лампой на 12В, например, от габаритных огней автомобиля, как вариант - отрезком заведомо исправной светодиодной ленты.
Если напряжения нет, то нужно заменить или отремонтировать блок питания для светодиодной ленты, процедура его диагностики и ремонта была описана в статье ранее.
Если напряжение есть, нужно проверить исправность провода и есть ли напряжение на ленте. Если напряжения нет на контактах, где провод подключается к ленте, то, вероятно поврежден провод, нужно либо заменить его, либо найти повреждение и восстановить его целостность.
Если же напряжение приходит на ленту, нужно проверить качество контакта между проводом и контактной площадки ленты. Провод может быть припаян, тогда проверьте качество пайки, лучше ещё раз пропаять, так как при видимой целостности пайки, контакта может не быть.
А может быть использован клеммник для подключения светодиодной ленты, тогда нужно проверить, есть ли контакт между подпружиненной пластиной и контактной площадкой, возможно, она окислилась, тогда её нужно зачистить от окисла и конструкция должна заработать.
Если это не помогло проблема в ленте, вернее в гибкой печатной плате. Так как не светится лента полностью, то логичным будет вывод, что перегорела дорожка в первом сегменте. Чтобы это проверить, можно подать питание на выводы второго или третьего сегментов ленты и так далее пока она не за светится. Для этого можно выбрать один из вариантов:
1. Подать питание перемкнув металлическим пинцетом плюсовые контактные площадки от тех, к которым подключен провод питания на те которые находятся на стыке сегментов первого и последующих. Скорее всего, сгорела одна дорожка - плюсовая или минусовая, вряд ли могли сгореть обе одновременно.
2. Припаять перемычку или сами провода питания к последующим сегментам.
3. Подать питание от 12В аккумулятора, подойдут от источника бесперебойного питания или авто-мото техники.
Если на ленте есть силикиновое защитное покрытие, чтобы подать питание к контактным площадкам - покрытие нужно срезать или проткнуть иглой.
Локализировав выгоревшую область её нужно заменить, состыковав новый отрезок ленты с оставшимся.
Интересно:
Дорожки могли не сгореть, а порваться. У светодиодной ленты, как и у кабельной продукции, есть такой параметр, как минимальный радиус сгиба, обусловленный классом гибкости. Обычно около 5см. Это особенно важно, если лента смонтирована так, что обвивает тонкую трубу.
Неисправность #1.2 - лента горит до середины
Это частный случай описанной выше ситуации. Причина аналогична - в одном из сегментов перегорела дорожка. Способы диагностики и ремонта светодиодной ленты такие же - подавать питание на участки ленты расположенные после того места которое вышло из строя.
Неисправность #2 - мерцает вся лента или её часть
Причиной мерцания всей ленты может быть:
1. Проблемы с блоком питания. Нужно убедиться в его исправности либо подключив ленту к заведомо исправному источнику напряжения, либо к аккумулятору. Либо можно наоборот подключить заведомо исправную ленту или лампочку к блоку питания.
2. Если блок питания оказался в норме, то нужно убедиться в качестве контакта между его клеммами и проводами 12В питания LED-подсветки. После чего проверить соединение питающих проводов и самой ленты.
3. Если и это оказалось в норме, тогда проверьте исправность ленты, подав питание на другие контактные площадки, как было описано выше. Если удалось найти проблемный участок его нужно заменить.
4. Возможно, просто вышел срок службы светодиодов из-за их старения, перегрева или неправильного питания. Тогда всю ленту нужно заменить.
Неисправность #3 - не горит или мерцает один или несколько кусков светодиодной ленты
Отдельные сегменты могут плохо светить, мерцать или вовсе потухнуть. Это может произойти из-за того что резистор или один из светодиодов в соединенной последовательно цепи сгорел или поврежден. По той же причине может наблюдаться и повышенная яркость отдельного участка. Возможно элементы в норме, а проблемы, опять же, с гибкими печатными дорожками платы.
Такой участок лучше всего незамедлительно вырезать и заменить исправным.
220В лента - три основных отличия
С лентой, предназначенной для питания от сети все аналогично за исключением нескольких факторов:
1. Кратность отреза ленты отличается - 50, 100 см.
2. Так как вся Led-техника работает от постоянного тока, то для питания сетевой ленты используется - диодный мост, обычно установленный около вилки в небольшой коробочке. Он тоже может выйти из строя - для замены подойдёт любой, рассчитанный на напряжение более 400 В.
3. Выпрямленное напряжение достигает 310 Вольт, не лезьте голыми руками к ленте, включённой в сеть.
Заключение - три главным проблемы: качество, монтаж и блоки питания
Ленты или их фрагменты сгорают часто, не дорабатывая заявленный ресурс. Хотя и светодиоды могут светить по 30000 тысяч часов, но это число значительно снижается при несоблюдении правил работы с ними. Подведем итоги:
1. В дешёвых лентах - дешёвые светодиоды, они хуже светят, сильнее греются и быстрее гаснут. Кстати светодиоды катастрофически боятся превышения максимально допустимой рабочей температуры, лучше чтобы она не выходила за пределы 50-60 градусов.
2. Неправильный монтаж приводит к перегреву светодиодов и повреждению дорожек. Слишком плотная поклейка ленты приводит к тому, что вся конструкция сильнее греется. Нужно оставлять небольшой зазор между близлежащими полосами ленты, хотя бы в 1-3 её ширины.
Также не следует забывать о том, что нельзя допускать изгиб ленты радиусом менее 5см. Тем более избегайте переломов под прямым углом и острее. Лучше разрезать ленту, приклеить к поверхностям, а на их углу выполнить соединение либо пайкой, либо зажимом.
3. Не превышайте номинальное напряжение питания. Лучше наоборот опустить его с 12 до 11.5 - 11.7В. Это можно сделать, вращая подстроечный резистор, обычно он установлен около клемм для подключения проводов. Повышенное напряжение влечёт за собой и повышенный ток, который разогреет светодиоды, последствия, описаны выше.
Довелось менять подсветку у телевизора LG32LN570V светодиоды заказывал на али. Статья немного описывает ремонт и будет дополнена, если ремонт по такой методике или светодиоды из китая в последствии дадут проблемы.
Диагностику и ремонт не описываю, у телевизоров болячка распространенная, в интернете информации море, сосредоточимся на мелочах, которые с ходу не разыскивались или несколько мнений по реализации.
По разборке сборке мне понравилось это видео
Что в какой последовательности разбирать собирать видно.
Теперь какие варианты были возможны и как делал я
Менять один светодиод или все?
У меня два не работала вообще. На одной планке один горел тусклее на малом токе и еще одна планка была тусклее соседней. Смысла искать и менять по одному нет, потом выйдут из строя остальные.
Если бы из строя вышел один светодиод, сначала попробовал бы заменить его и понизить яркость.
Менять планки целиком или отдельные светодиоды?
Естественно менять планкой легче, не нужно умение паять smd компоненты. Не нужно снимать и ставить линзы. Достаточно прямых рук, чтобы аккуратно разобрать тв, отсоединить разъемы от планок, оторвать планки с двухстороннего скотча и приклеить новые. Минус планок — их можно не подобрать (неподходящее расстояние между светодиодами) или наткнуться на диоды низкого качества, нецентрованные линзы и как следствие засветы. Я с ходу подходящие планки просто не нашел и взял диоды на которые позитивные ссылки в рунете и отличный рейтинг с отзывами на али. Естественно светодиоды стоят значительно дешевле.
Как снять линзы?
Лучше нагревать снизу паяльным феном и поддев например тонкой отверткой, давить вверх, линза мягко отойдет, ножки останутся целыми, потом хорошо сядет в старые места. Останется зазор для охлаждения диода и возможно не придется центровать. Если фена нет, люди аккуратно срезают. Если клеящий слой остался на ленте перед нагревом его нужно убрать, от температуры его покорежит.
Каждую линзу нужно ставить на свое место?
В моем ТВ нет, линзы одинаковые но на всякий случай я раскладывал и клеил линзы в порядке снятия и как были повернуты (с одного боку всех линз были мааленькая шероховатость, за нее они крепились при изготовлении). Эта шероховатость у меня была везде смотрела вверх планки. Верх — по бувам маркировки. Остатки заводского клея иногда остаются на площадке иногда на ножке. В теории если перепутать или повернуть может попасть клей на клей и линзу слегка наклонит. Заводского клея очень мало, возможно это лишняя перестраховка.
Как отпаивать светодиоды?
Я нагревал паяльным феном сверху, сдвигал пинцетом. Если фена нет, можно двумя паяльниками. Или одним — соскребать светодиод до основания небольшими кусачками и ножом (резаком), затем отпаивать оставшиеся части. Затем медной оплеткой нужно собрать остатки олова. На моей ленте припой был тугоплавкий, если у паяльника температура не регулируется, для отпайки нужна взять паяльник помощнее. Ленты на толстой медной основе, их можно греть довольно сильно. Запаивал новые я обычным припоем.
Как припаивать светодиоды?
Залудить площадку и светодиод минимальным количеством припоя. Паяльным феном прогревать дорожку снизу, припой расплавится и светодиод сядет. Прижать и подвыровнять ластиком на обратной стороне карандаша. Почистить спиртом планку от припоя. Если фена нет, двумя паяльниками или одним мощным с жалом «топориком»прогревать снизу. Одним делать не нужно, если греть стороны попеременно диод если вообще сядет до того как перегреется может сесть криво и дать засвет на экран. Если греть с одной стороны — металл анода и катода снизу не соединены, второй контакт будет долго прогреваться через сам светодиод и если он после этого заработает не факт, что проработает долго.
Чем приклеить линзы светодиодной подсветки?
Ни в коем случае не клеить на супер клей, от паров линза может помутнеть, как повезет. Я клеил на B7000. Вроде клеют успешно но есть опасения, что от температуры может размягчиться и отойти. Плюс этого клея — в случае повторного ремонта линзу легко снять, клей дешевый. Если отвалится переклею на строительный клей — герметик. Если уверенность в качестве диодов и ремонта 100% можно клеить на эпоксидку и другие двухкомпонентные клеи.
Чем клеить светодиодные полосы (ленты)?
Для одной ленты у меня хорошо снялся родной двухсторонний скотч — остался на корпусе. На время ремонта прикрыл, чтобы не пылился. Остальные ленты клеил на строительный клей-герметик. Купил который для наружных работ (стойкий к уф излучению, высокая адгезия, широкий температурный диапазон и т.д.)
Уменьшение тока светодиодной ленты
Необходимо найти способ подходящий для вашего ТВ. У моего LG 32LN570V контролер светодиодной ленты (LED Driver) MAP3202 убираются резисторы R826 и R827. Даже если выставить меньше яркость в настройках, при включении ТВ несколько секунд светит во всю яркость. Поискать по своему ТВ можно .
Держать матрицу при переносе нужно по средине с верхнего и нижнего края. В идеале в перчатках, чтобы не оставить жирных отпечатков и пыли на матрице и светорассеивающих пленках. Светорассеивающие пленки обязательно класть в том же порядке, что были. Я вообще снял все вместе, убрал в сторону и накрыл от пыли. Матрицу тоже стоит накрыть от пыли.
Диоды LATWT470RELZK для подсветки ТВ заказывал . Цена великовата, но доставка молниеносная, можно почитать в отзывах. Плюс эти диоды по размеру форме подложки как оригинал или действительно оригинал.
Если с замененными диодами появятся проблемы допишу.
Несколько фотографий ремонта
Вот что находится внутри телевизора. Корпус, светодиоды блок питания и материнская плата, колонки вот и вся ночинка современных ТВ
Снятая матрица телевизора. Белое — светорассеивающие пленки
Светодиодные ленты телевизора
Телевизор после ремонта светодиодной подсветки
Как уже говорил, если в процессе эксплуатации возникнут проблемы с диодами по ссылке выше или другое, напишу дополнение.
Дополнение
Спустя 11 месяцев подсветка перестала работать. Экран на мгновение зажигался и гас настолько быстро, что трудно различимо на глаз.
Причиной был некачественный ремонт подсветки в сервисе. Первый раз телевизор ремонтировался там и вместо замены всех светодиодов, с уменьшении тока подсветки, был вырезан кусок светодиодной ленты с неработающим светодиодом и заменен на кусок от другой, с работающим.
Сомнительно, что светодиод так греется а тепло не достаточно отводилось с ленты на короб. Думаю пайку выполнили просто не качественно. Плюхи припоя большие, а реальная площадь контакта маленькая.
После ремонта (зачистка, лужение, пайка) подсветка LG 32LN570V снова работает. В копилку знаний, что эти места сразу нужно было проверить и переделать. Все светодиодные полосы и линзы держатся хорошо.
Для многих специалистов, занимающихся ремонтом современных телевизоров, знаком такой дефект, как отсутствие подсветки жк матрицы при наличии звука. При этом телевизор полностью функционален, управляется с панели и ПДУ, но информация на экране не отображается. Телевизор при этом не уходит в защиту, не сигнализирует об ошибках миганием светодиода - словом ведет себя вполне адекватно и предсказуемо.
Чем больше ремонтов подобного рода проходит через руки радиомехаников, тем глубже становится уверенность в том, что отказы подобного типа обусловлены в первую очередь производственным браком и конструктивными недоработками проектировщиков и инженеров-разработчиков компаний - производителей телевизионной техники.
Специфической особенностью работ по восстановлению подсветки жк панелей является их полная или частичная разборка со снятием самой матрицы ("стекла"). Внимательность, собранность и аккуратность, а также продуманная организация рабочего пространства - непременные спутники мастера в этом процессе.
Ремонт LED телевизора Philips 40PFL5507T/60 на шасси Q552.4E LA
Неисправность стандартная - нет подсветки при наличии звука и управления. Первым делом пробуем определиться с причиной дефекта и локализовать неработающий узел. Блок питания данного устройства - DPS-119 AP с ШИМ контроллером DDA-009, информация по которым в виде схемы или даташита на ШИМ пока отсутствует в свободном доступе для сервисов, не авторизованных по этой марке.
PSU управляется по команде с "майна" и входит в рабочий режим. На DDA-009 также приходят команды на включение и управление яркостью подсветки, но микросхема запускается на долю секунды и уходит в защиту. При этом на разъеме питания светодиодной подсветки наблюдается кратковременный всплеск напряжения не превышающий 15V. Для определения неисправного узла пробуем нагрузить каждую линию питания (а там их четыре) эквивалентом нагрузки из 2-х ваттных резисторов номиналом около 200 Ом. Происходит запуск источника подсветки и напряжение по каждой линии стабилизируется на отметке 40V - 50V, что указывает на работоспособность PSU и на необходимость разборки самой панели для доступа к элементам подсветки.
Как только панель была разобрана, открылся и источник неисправности - выгорел один из светодиодов ленты. По нашему мнению причина его пробоя и выгорания - производственный брак. Светодиоды в процессе работы выделяют достаточно много тепла и посажены на мощную теплоотводящую пластину для обеспечения нормального температурного режима. Лента светоизлучающих диодов плотно прижата к радиатору за исключением того, который сгорел. В том месте, где светодиод должен иметь тесный контакт с теплоотводом, пластина радиатора имела выгиб в сторону, не обеспечивая в достаточной степени отвод тепла от этого элемента. Постоянный перегрев и работа в критическом температурном режиме и стали причиной неисправности.
Работоспособность телевизора была восстановлена заменой светоизлучающего диода и выравниванием теплоотвода для эффективной отдачи излишков тепла. В этой модели телевизора лента светодиодов крепится на одной из коротких сторон каркаса и соединяется с источником питания одним пятипроводным кабелем: 4 провода питания каждой линейки и корпус.
Ремонт LED телевизора Supra STV-LC32T810WL версия V1L05
Неисправность аналогична Филипсу - нет подсветки при наличии звукового сопровождения и управления работой аппарата. После замеров напряжения на выходе источников питания подсветки стало ясно, что неисправность кроется в самой панели. Это определить достаточно просто, так как PSU запитывает две одинаковые линейки светодиодов каждую через свой двухпроводный кабель с равными (в рабочем состоянии) выходными напряжениями. Если происходит обрыв в одной из линеек, то напряжения на выходе резко разнятся. Защита PSU достаточно инерционна и позволяет увидеть разницу в напряжениях и сделать выводы. На неработающем выходе напряжение значительно выше, чем на рабочем. Чтобы окончательно убедиться в работоспособности блока, можно нагрузить его одинаковыми эквивалентами нагрузки и замерить выходные напряжения.
В данной модели телевизора светодиодная лента расположена снизу и представляет собой две линейки светоизлучающих диодов, каждая из которых соединена с блоком питания через разъемы в углах каркаса панели. Кольцевые трещины в месте припайки разъема к планкам и стали причиной неисправности. Это хорошо видно на фото:
Причиной отказа телевизора, по нашему мнению, являются его конструктивные недоработки. Разработчики не учли то ли разный температурный коэффициент расширения материалов в разъемном соединении, то ли вообще не предполагали в каком тепловом режиме будут работать элементы LED подсветки. Самым надежным в данной ситуации нам показалось вообще убрать разъемы и подпаяться непосредственно к планкам. Такое решение использовалось при ремонте телевизора Supra STV-LC32T810WL.
Ремонт LED телевизора Supra STV-LC32T810WL версия V4L08
Абсолютно такая же неисправность, связанная с отсутствием подсветки. Снова кольцевые трещины на разъемах питания светодиодной ленты и потемнение, свидетельствующее о ненадежном контакте, внутри самих разъемов. Здесь уже не осталось ничего другого, как подпаять проводники питания к контактным площадкам, удалив разъемы.
Ремонт жк телевизора PHILIPS 42PFL8404H/60 на шасси Q548.1E LA
Телевизор поступил в ремонт с жалобой на запах гари, хотя внешних визуальных признаков какой-либо неисправности не наблюдалось. Аппарат прекрасно работал и тщательный осмотр материнской платы, PSU, T-con, инверторов результата не дал. Ничего не перегревалось и придраться было не к чему. Осталась неисследованной сама ЖК панель, но в этом шасси, чтобы добраться до матрицы надо было разобрать по винтику весь телевизор. Наконец, решившись, сняли все, что мешало и получили доступ к лампам подсветки жк матрицы. Результат несколько обескуражил. Мы предполагали, что источником дефекта может быть ненадежный контакт в блоке подсветки, но увидели нечто иное: при заводской сборке одну из ламп ЗАБЫЛИ вставить в контактный разъем и положили рядом с ним, а довольно значительное напряжение на свободном конце лампы само искало кратчайший путь для замыкания электрической цепи при работе телевизора.
Внимание!
Информация на данной странице предназначена для технически грамотных специалистов, но не для пользователей и владельцев телевизоров!
Следует помнить, что неквалифицированное вмешательство может в дальнейшем существенно повысить стоимость ремонта телевизора или привести к его полной неремонтопригодности!
Для ремонтников давно уже не является секретом, что в LED телевизорах пятой серии производителей Samsung и LG применяются матрицы (LED-панели) с прямой подсветкой дисплея Direct LED, в которых используются светодиоды довольно низкого качества и отказывают в работе уже на первом году эксплуатации.
Наиболее популярные модели Samsung, которым чаще требуется ремонт подсветки: UE32F5000..., UE32F5020..., UE32F5300..., UE320F5500... и другие где установлены панели, например, HF320BGSV1V, HF320BGA-B1 с прямой подсветкой.
Среди телевизоров LG наиболее часто приходят в ремонт с неисправной LED-подсветкой модели 32LN540..., 32LN541..., 32LN548 c панелями LC320DUE и LC320DXE.
Симптомы проявления неисправности - есть звук, нет изображения
. LED-драйвер исправен и выдаёт максимальное напряжение на выходе по причине отсутствия тока в нагрузке. Обрыв в цепи диодов можно проверить источником (стабилизатором) тока.
При вскрытии панели обнаруживается один оборванный LED и обычно ещё несколько пробитых в К/З.
Дело в том, что защитные стабилитроны, вмонтированные в корпус и подключенные параллельно переходам светодиода в обратной полярности, подвергаются лавинному и затем тепловому пробою, при обрыве светодиода. Обычно стабилитрон пробивается в короткое замыкание, а ток в линейке стабилизирован независимо от количества оставшихся LED-ов. Телевизор при этом работает, рассеиватели иногда хорошо маскируют от владельца тёмные пятна на экране.
Такое может происходить со всеми оставшимися LED-ами, пока один из стабилитронов в лавинном режиме пробьётся не в полный (К/З) а частичный пробой, например, в несколько ом или десятков ом. Тогда, разогреваясь штатным током драйвера, этот остаток PN-перехода просто сгорит в пыль от чрезмерного температурного воздействия. В итоге получим полный обрыв LED-а и отсутствие тока в линейке, а так же результат, который заставит пользователя обратиться в ремонтный сервис, - пропало изображение
.
Часто уже после 2 лет эксплуатации приходится наблюдать более половины пробитых LED-ов.
Работы по замене светодиодных линеек (стрингов) или отдельных светодиодов в стрингах стали уже обыденными для ремонтников, но не все из мастеров догадываются уменьшить ток светодиодов и, в этих случаях, владельцы телевизоров в скором времени вынуждены вновь обращаться к ним за помощью.
Более того, производители (либо их дилеры) по умолчанию выставляют уровень подсветки в максимальное положение во всех режимах, скорее всего в рекламных целях, что существенно ускоряет выход из строя светодиодов. А пользователь наслаждается качеством контрастного изображения и не замечает подвоха. До поры до времени.
Производители, например, Samsung, высылают в свои авторизованные сервисные центры бюллетени с рекомендациями по доработке модулей, в которых описаны способы ограничения тока в диодах примерно на 10%, что позволяет телевизору отработать хотя бы гарантийный срок. По доработке популярных блоков Samsung BN44-00605..., BN44-00615..., BN44-00620... при желании, бюллетень можно найти в интернете, либо скачать .
В любом случае ток светодиодов от LED-драйвера можно несколько уменьшить, исходя из схемотехники драйвера, в частности организации Отрицательной Обратной Связи по току ШИМ-контроллера драйвера. Обычно в таких случаях достаточно несколько увеличить номинал резистора - датчика тока в цепи последовательно включенных светодиодов.
Номинал резистора в омах необходимо изменять обратно-пропорционально току в диодах.
Работу LED-драйвера можно коротко описать следующим образом:
Рассмотрим повышающий преобразователь Step-Up, собранный на базе ШИМ контроллера, в нашем случае на картинке SEM5027, который управляет шириной отпирающих импульсов в затворе транзисторного ключа Q
1 .
Во время открытого состояния ключа, ток через дроссель L
, ключ Q
1 и резистор R
i протекает от вывода V
in на землю и линейно нарастает, а сердечник дросселя в это время запасает магнитную энергию. Когда нарастающий ток достигнет критичной для транзистора величины, транзистор закроется компаратором, который отработает по напряжению на измерительном резисторе R
i , нарастающему пропорционально току в дросселе и отрытом ключе.
После того, как ключ закроется, запасённая сердечником магнитная энергия породит индукционный ток в обмотке, который продолжит свой путь в том же направлении, теперь уже через диод D
и накопительный конденсатор C
, а напряжение на дросселе поменяет полярность и окажется включенным последовательно с напряжением V
in и сложится с ним, заряжая конденсатор C
этим суммарным значением.
Уже через несколько таких импульсов запуска напряжение на конденсаторе (V
out) будет превышать входное V
in и далее, как только светодиоды откроются, появится ток в нагрузке и пропорциональное ему напряжение на резисторе R
d , компаратор будет отключать транзистор по уровню на своём втором входе с учётом напряжения ООС на резисторе R
d .
Другими словами - время открытого состояния ключа Q
1 в пределах периода, которое определяет напряжение и ток в нагрузке, стабилизируется напряжением отрицательной обратной связи (ООС) на резисторе R
d , пропорциональным току в светодиодной линейке.
По сути данный стабилизатор тока представляет собой обратноходовый повышающий преобразователь напряжения DC/DC со стабилизацией тока в нагрузке.
Транзистор Q
2 выполняет функцию ключа On/Off - включает и отключает подсветку и в стабилизации не участвует.
Например, в популярном BN44-00605A номинал резистора увеличивают обычно с 3.6 Ом до 4.3 - 4.7 Ом, уменьшая при этом ток в диодах примерно на 25%, что не критично сказывается на яркости подсветки, но позволяет надеяться, что светодиоды в скором времени вновь не выйдут из строя.
В телевизорах LG, в которых применяются LED-драйверы с ШИМ-контроллером MAP3202, например, популярный EAX64905001, датчик тока состоит из набора пар низкоомных резисторов. Отпаяв одну пару, увеличиваем номинал датчика, что увеличивает глубину ООС ШИМ и пропорционально уменьшает ток в светодиодах. В таких случаях необходимо проконтролировать тепловой режим оставшихся резисторов датчика.
Для каждого LED-драйвера необходим индивидуальный подход и предварительный анализ схемотехники, с учётом которых производятся необходимые изменения тока в светодиодных линейках.
Массовый выход из строя следующего поколения светодиодов - сдвоенных (6 Volt 2W) чаще встречаются в панелях LG, например, NC320DXN VSBP1,LC320EUN (SE)(F3)... LC420DUE (FG)(P2) и других с похожими светодиодными планками.
Вдвое большая мощность рассеивается в таком же корпусе, как и у прежних 3 Volt 1W. Перегрев в максимальном режиме заметен под светодиодами с обратной стороны планок. В целях увеличения продолжительности дальнейшей эксплуатации, светодиоды со следами перегрева целесообразно профилактически заменить, ибо их PN-переходы могут быть уже частично повреждены.
Технология замены светодиодов и ограничения тока LED-драйвера в этих случаях остаётся прежней. Для замены в панелях LG LED 3 Volt 1W можно использовать китайские аналоги LATWT470RELZK (3528), а 6 Volt 2W можно менять на сдвоенные LATWT391RZLZK (3535).
Панель NC320DXN VSBP1
установлена в моделях телевизоров LG с подсветкой панели типа Direct LED выпуска 2014 года, например, 32LB560U, 32LB561U, 32LB563U, 32LB565U.
Панель LC420DUE (FG)(P2)
встречается в LG 2014 г., например, 42LB620V, 42LB629V...
С боковой подсветкой (Edge LED) к неудачным вариантам можно отнести панель Samsung LE320BGM-C1
, установленную в ультратонких телевизорах SAMSUNG серии ES55, например, в моделях UE32ES5500..., UE32ES5507..., UE32ES5530..., UE32ES5537..., UE32ES5557, в которых применяются светодиодные планки типа SLED 2012SVS32 7032NNB 44 2D
и им подобные со светодиодами 7032 6V 120mA (180mA max)
типа TS732A .
Замена таких LED-ов более сложна и требует соответствующих практических навыков от мастера. Тем более, конструкция и способ включения светодиодов в группах, обычно провоцируют пробой всей группы из 11 последовательно-соединённых LED-ов. Т.е, минимум 11, а чаще 22 LED-a обнаруживаются в состоянии пробоя.
Ограничение тока в блоке питания BN44-00501A следует производить увеличением номинала резистора (датчика тока), который установлен от вывода 8 (Sense) ШИМ-контроллера SLC2012M на корпус. В данном варианте ключ ON/Off драйвера находится внутри ШИМ.
Увеличение номинала 3.5 ом до 4.3 ом уменьшит ток в нагрузке примерно на 20%.
На основе приобретаемого опыта эксплуатации и ремонта современных LED панелей информация на этой страничке будет пополняться.
Замечания и предложения принимаются и приветствуются!