Уменьшить ток подсветки в телевизорах

В настоящее время многие производители телевизоров устанавливают сомнительный тепловой режим светодиодов подсветки, что негативно влияет на долговечность работы устройства. В половине случаев уже после 2-3 лет эксплуатации выходят из строя светодиоды вследствие перегрева, обычно это видно по разрушенному люминофору на корпусах диодов. Гарантийный срок, как правило, светодиоды отработать успевают.

Даже если максимально допустимый ток в пределах нормы, охлаждение светодиодов не всегда достаточно эффективное, что видно по следам перегрева - тёмным пятнам на текстолитовых планках с обратной стороны. А в современных телевизорах LG применяются диоды с внешним люминофорным покрытием, которое через год или два осыпается и кристалл светит фиолетовым цветом. Как может навредить здоровью пользователей такой источник ультрафиолетового излучения, пока никто не задумывается.

Китайские производители через Aliexpress поставляет диоды и светодиодные планки комплектами в любом ассортименте, но платит за них и за ремонт всё тот же счастливый обладатель телевизора.

После замены одного или нескольких неисправных светодиодов, полезно на остальные внимательно посмотреть, если люминофор растрескался, целесообразно такие диоды заменить все. Если замерить падение напряжения на перегретых светодиодах, то оно будет несколько больше, чем у соседних менее изношенных или новых, что косвенно свидетельствует о наличии паразитного активного сопротивления. Дальнейшая эксплуатация таких светодиодов ещё более сомнительна. Если убавить ток в диодах, уменьшится рассеиваемая мощность и рабочая температура, тогда есть шанс что и старые ещё поработают.

Способы ограничить ток в LED-драйверах подсветки

На просторах интернета много информации о способах ограничения тока в светодиодах подсветки для разных телевизоров и LED драйверов. Многое правдоподобно, но и многое пишут люди, далёкие от электроники, в целях публикации любого популярного контента на злободневные темы для поднятия рейтинга сайтов.

В рамках одной статьи невозможно рассказать о каждом случае отдельно. Даже в одной и той же модели могут быть установлены разные панели и разные платы с LED-драйвером. Но есть основные принципы, которые понятны мастерам даже с минимальными навыками и знаниями.

Существуют три основных способа уменьшить ток подсветки.

1. Увеличением сопротивления датчика тока светодиодов – низкоомных измерительных резисторов в цепи катодов (LED-).
2. Увеличением номиналов резисторов на входе ISET (установка тока) микросхемы LED драйвера.
3. Изменением номиналов резисторов на управляющем входе ADIM (Dimming - яркость свечения).

Рассмотрим эти варианты более подробно.

Первый способ наиболее прост и популярен, применяется в упрощённых драйверах, которые обычно не имеют входа ISET, а регулировка и стабилизация тока осуществляется по общему принципу ШИМ-модуляции посредством Отрицательной Обратной Связи (ООС), например OB3350CP, OB3353CP, SN51DP, BIT3267. Такие микросхемы обычно выполнены в планарных корпусах 8 pin.
Напряжение на токовом датчике в этом случае подаётся на вход FB микросхемы ШИМ (FlyBack - обратная связь). У BIT3267 этот вывод обозначен INN.
Контакты разъёма LED- от светодиодных планок могут быть соединены с токовым датчиком непосредственно (Рисунок 1), либо через ключи MosFet, выполняющие функцию On/Off, тогда датчик тока включен в исток ключа (Рисунок 2).

OB3350CP OB3350CP

В качестве датчика тока обычно используются низкоомные резисторы, один или несколько, соединённые параллельно. Чаще их номиналы в пределах 1 - 4.7 ом. Достаточно изменить номиналы, либо просто убрать один или два из общей сборки, тогда сопротивление датчика возрастёт, пропорционально увеличится напряжение на нём и на входе FB, ШИМ по ООС отработает в сторону уменьшения тока. Зависимость пропорциональная, если удвоить общее сопротивление датчика, ток уменьшится вдвое. Для расчёта общего сопротивления при параллельном соединении резисторов можно воспользоваться нашим калькулятором, чтоб составить необходимую пропорцию для установки желаемого тока.

Впишите любое количество из 10 номиналов в омах и кликните мышкой в любом месте таблицы. Получите общее сопротивление при их параллельном соединении.

R = (R1 · R2 · ... · Rx) / (R1 + R2 + ... + Rx)

R1 = Ohm. R2 = Ohm.
R3 = Ohm. R4 = Ohm.
R5 = Ohm. R6 = Ohm.
R7 = Ohm. R8 = Ohm.
R9 = Ohm. R10 = Ohm.

Result R =  Ohm.  

Второй способ (Рисунок 3) применяется обычно в многоканальных вариантах, где используются ШИМ-регуляторы со входом ISET для установки тока, например, MP3398A, MP3394S, OB3368AP.
Часто в цепи ISET есть набор из двух резисторов, соединённых последовательно или параллельно, можно заменить один из двух. Зависимость между напряжением на входе ISET, сопротивлением Rset и током в подсветке указана в документации на микросхему драйвера (Datasheet от производителя).
В большинстве случаев, общее сопротивление между выводом ISET и корпусом обратно пропорционально току. Увеличивая сопротивление вдвое, ток уменьшим примерно вдвое.

MP3398AMAP3511

В третьем способе (Рисунок 4), когда есть вход для оперативной регулировки тока на входе DIM, ADIM (Dimming Adjust), сопротивление по входу ADIM на корпус рассчитывается, исходя из того, что ток подсветки определится напряжением на управляемом входе ADIM микросхемы драйвера, которое обычно в прямой пропорции с током. Тогда, чтобы уменьшить напряжение на входе, сопротивление Rset относительно корпуса надо уменьшать, как нижнее плечо в делителе, тогда и ток уменьшится. Это прямой вход ОУ, в отличие от инвертирующих FB, INN, ISET в рассмотренных ранее способах. Необходимо учитывать и цепи оперативной регулировки подсветки процессором из меню, если эта функция (Dimming) используются в конкретной модели телевизора, будьте внимательны.

Ещё в подобной схемотехнике силовой части драйвера, как на рисунке 4, можно использовать вариант с увеличением сопротивления датчика тока Rcs, ведь ток в периоде через светодиоды и токовый датчик здесь идёт во время прямого хода, когда транзистор открыт. Это прямоходовый преобразователь. Уменьшить ток подсветки здесь можно, увеличив сопротивление токового датчика в истоке основного рабочего ключа. То есть, ток подсветки прямо пропорционален как напряжению на входе ADIM, так и напряжению на датчике Rcs. Для MAP3511 здесь ток рассчитывается по формуле I = 0.5Vdim/Rsc. Не следует путать с датчиком тока Rcs в обратноходовых драйверах в истоке рабочего ключа StepUp. Там датчик тока светодиодов в истоке ключа On/Off, и таких схем большинство. Это очень важно, будьте внимательны!
Понижающие преобразователи такого типа используется в Led-драйверах современных телевизоров Samsung и LG с микросхемами MAP3511, MAP3512, MAP3516, LC5910, BD94062F, SM1251, SLC7015R.

Ограничение тока для большинства моделей мы планируем публиковать непосредственно на ремонтных страницах этих моделей, а здесь можно рассмотреть лишь принципы и отдельные сложные и спорные случаи организации работы драйвера и цепей управления подсветкой.

Часто возникают вопросы по микросхеме OB3363QP. Во-первых, не следует её путать, с OB3363VP, которая немного отличается корпусом и распиновкой выводов, в частности, вход ISET у OB3363QP - вывод 5. А у OB3363VP - вывод 6.
Далее. В некоторых Mainboard установлена микросхема с маркировкой OB3363QP, но вообще не соответствует по выводам ни той, ни другой.
Например, в MS0V591-ZC01-01, MSA6285-ZC01-01, MS308C1-ZC01-01 иногда встречаются микросхемы, маркированные как OB3363QP, но не следует здесь верить маркировке, по схеме и по факту там должна быть установлена AP3064. Можно определиться общему (GND) выводу и по реальному выводу ISET - он будет на выводе 2, как и положено для AP3064.

В многоканальных драйверах с управляющими ключами в вариантах с локальным затемнением планируем рассмотреть позже, если в этом будет смысл.

Продолжение следует.

Пожалуйста, отправляйте Ваши наработки и замечания по ошибкам и неточностям в данной статье. info@tel-spb.ru



Замечания и предложения принимаются и приветствуются!