Wednesday, January 22, 2014

CCFL and LED Store

Schematics
are our map to designing, building, and troubleshooting circuits.
Understanding how to read and follow schematics is an important skill
for any electronics engineer.

This tutorial should turn you into a fully literate schematic reader! We’ll go over all of the fundamental schematic symbols:

Then we’ll talk about how those symbols are connected on schematics
to create a model of a circuit. We’ll also go over a few tips and tricks
to watch out for.

Schematic Symbols (Part 1)

Are you ready for a barrage of circuit components? Here are some
of the standardized, basic schematic symbols for various components.

Resistors

The most fundamental of circuit components and symbols! Resistors on a schematic are usually represented by a few zig-zag lines, with two terminals extending outward. Schematics using international symbols may instead use a featureless rectangle, instead of the squiggles.

Potentiometers and Variable Resistors

Variable resistors and potentiometers each augment the standard
resistor symbol with an arrow. The variable resistor remains a
two-terminal device, so the arrow is just laid diagonally across the
middle. A potentiometer is a three-terminal device, so the arrow becomes
the third terminal (the wiper).

Capacitors

There are two commonly used capacitor symbols. One symbol represents a polarized
(usually electrolytic or tantalum) capacitor, and the other is for
non-polarized caps. In each case there are two terminals, running
perpendicularly into plates.

The symbol with one curved plate indicates that the capacitor is
polarized. The curved plate represents the cathode of the capacitor,
which should be at a lower voltage than the positive, anode pin. A plus
sign might also be added to the positive pin of the polarized capacitor
symbol.

Inductors

Inductors are usually represented by either a series of curved bumps,
or loopy coils. International symbols may just define an inductor as a
filled-in rectangle.

Switches

Switches
exist in many different forms. The most basic switch, a
single-pole/single-throw (SPST), is two terminals with a half-connected
line representing the actuator (the part that connects the terminals
together).

Switches with more than one throw, like the SPDT and SP3T below, add more landing spots for the the actuator.

Switches with multiple poles, usually have multiple, alike switches with a dotted line intersecting the middle actuator.

Power Sources

Just as there are many options out there for powering your project, there are a wide variety of power source circuit symbols to help specify the power source.

DC or AC Voltage Sources

Most of the time when working with electronics, you’ll be using
constant voltage sources. We can use either of these two symbols to
define whether the source is supplying direct current (DC) or
alternating current (AC):

Batteries

Batteries, whether they’re those cylindrical, alkaline AA’s or rechargeable lithium-polymers, usually look like a pair of disproportionate, parallel lines:

More pairs of lines usually indicates more series cells in the
battery. Also, the longer line is usually used to represent the positive
terminal, while the shorter line connects to the negative terminal.

Voltage Nodes

Sometimes – on really busy schematics especially – you can assign
special symbols to node voltages. You can connect devices to these one-terminal
symbols, and it’ll be tied directly to 5V, 3.3V, VCC, or GND (ground).
Positive voltage nodes are usually indicated by an arrow pointing up,
while ground nodes usually involve one to three flat lines (or sometimes
a down-pointing arrow or triangle).

Schematic Symbols (Part 2)

Diodes

Basic diodes are usually represented with a triangle pressed up against a line. Diodes are also polarized,
so each of the two terminals require distinguishing identifiers. The
positive, anode is the terminal running into the flat edge of the
triangle. The negative, cathode extends out of the line in the symbol
(think of it as a - sign).

There are a all sorts of different types of diodes, each of which has a special riff on the standard diode symbol. Light-emitting diodes (LEDs) augment the diode symbol with a couple lines pointing away. Photodiodes, which generate energy from light (basically, tiny solar cells), flip the arrows around and point them toward the diode.

Other special types of diodes, like Schottky’s or zeners, have their
own symbols, with slight variations on the bar part of the symbol.

Transistors

Transistors, whether they’re BJTs or MOSFETs, can exist in two
configurations: positively doped, or negatively doped. So for each of
these types of transistor, there are at least two ways to draw it.

Bipolar Junction Transistors (BJTs)

BJTs are three-terminal devices; they have a collector (C), emitter
(E), and a base (B). There are two types of BJTs – NPNs and PNPs – and
each has it’s own unique symbol.

The collector (C) and emitter (E) pins are both in-line with each
other, but the emitter should always have an arrow on it. If the arrow
is pointing inward, it’s a PNP, and, if the arrow is pointing outward,
it’s an NPN. A mnemonic for remembering which is which is “NPN: not pointing in.”

Metal Oxide Field-Effect Transistors (MOSFETs)

Like BJTs, MOSFETs have three terminals, but this time they’re named
source (S), drain (D), and gate (G). And again, there are two different
versions of the symbol, depending on whether you’ve got an n-channel or
p-channel MOSFET. There are a number of commonly used symbols for each
of the MOSFET types:

The arrow in the middle of the symbol (called the bulk) defines
whether the MOSFET is n-channel or p-channel. If the arrow is pointing
in means it’s a n-channel MOSFET, and if it’s pointing out it’s a
p-channel. Remember: “n is in” (kind of the opposite of the NPN
mnemonic).

Digital Logic Gates

Our standard logic functions – AND, OR, NOT, and XOR – all have unique schematic symbols:

Adding a bubble to the output negates the function, creating NANDs, NORs, and XNORs:

They may have more than two inputs, but the shapes should remain the
same (well, maybe a bit bigger), and there should still only be one
output.

Integrated Circuits

Integrated circuits
accomplish such unique tasks, and are so numerous, that they don’t
really get a unique circuit symbol. Usually, an integrated circuit is
represented by a rectangle, with pins extending out of the sides. Each
pin should be labeled with both a number, and a function.

ATmega328, ATSHA204, and ATtiny45 IC symbols

Schematic symbols for an ATmega328 microcontroller (commonly found on Arduinos), an ATSHA204 encryption IC, and an ATtiny45 MCU. As you can see, these components greatly vary in size and pin-counts.

Because ICs have such a generic circuit symbol, the names, values and
labels become very important. Each IC should have a value precisely
identifying the name of the chip.

Unique ICs: Op Amps, Voltage Regulators

Some of the more common integrated circuits do get a unique circuit
symbol. You’ll usually see operation amplifiers laid out like below,
with 5 total terminals: a non-inverting input (+), inverting input (-),
output, and two power inputs.

Often, there will be two op amps
built into one IC package requiring only one pin for power and one for
ground, which is why the one on the right only has three pins.

Simple voltage regulators are usually three-terminal components with
input, output and ground (or adjust) pins. These usually take the shape
of a rectangle with pins on the left (input), right (output) and bottom
(ground/adjust).

Miscellany

Crystals and Resonators

Crystals or resonators are usually a critical part of microcontroller
circuits. They help provide a clock signal. Crystal symbols usually
have two terminals, while resonators, which add two capacitors to the
crystal, usually have three terminals.

Headers and Connectors

Whether it’s for providing power, or sending out information,
connectors are a requirement on most circuits. These symbols vary
depending on what the connector looks like, here’s a sampling:

Motors, Transformers, Speakers, and Relays

We’ll lump these together, since they (mostly) all make use of coils in some way. Transformers (not the more-than-meets-the-eye kind) usually involve two coils, butted up against each other, with a couple lines separating them:

Relays usually pair a coil with a switch:

Speakers and buzzers usually take a form similar to their real-life counterparts:

And motors generally involve an encircled “M”, sometimes with a bit more embellishment around the terminals:

Fuses and PTCs

Fuses and PTCs – devices which are generally used to limit large inrushes of current – each have their own unique symbol:

The PTC symbol is actually the generic symbol for a thermistor, a temperature-dependent resistor (notice the international resistor symbol in there?).

No doubt, there are many circuit symbols left off this list, but
those above should have you 90% literate in schematic reading. In
general, symbols should share a fair amount in common with the real-life
components they model. In addition to the symbol, each component on a
schematic should have a unique name and value, which further helps to
identify it.

Build Your Own Website Today!

ViewSonic

ViewSonic - VA-703B - VA-703M MONITOR - SCHEMATIC - POWER SUPPLY_BACK-LIGHT INVERTER

http://googleads.g.doubleclick.net/aclk?sa=L&ai=CCky9_8bfUvuhCYjo7QaI7YGYBJSVi8sCrMiNiJIBwI23ARADIKGk4w0oA1DaufuU-_____8BYMsEyAEBqQJs8f5UEy6GPqgDAcgDwwSqBJoBT9AxpK3XsZBMRqHQj1eHjvBK0k0wzYJTz_cDJ9rgqZbt1g-5Xp7-ljpHkfG5Wi2Ajxg7TZoYgIE6o3e-_9e8IfNXiPw_6lnI41r8GirXYj9ByTj74KT6n_B5a7o207_3KYIgfIliwCZjMqGEDppxVaDX0eKFaXkU6GhJnMbDipgI13TVXXmDZIMedGRA4TqIVzpO91tEDF9VGIAHnLL2Gw&num=3&sig=AOD64_2CFXl27y8_lg-35NCQGoC2nN1D0A&client=ca-pub-1990720073119592&adurl=http://www.lcd-chip.com&nm=38&mb=2&bg=!A0SFPESVCdRT8QIAAAFsUgAAAEAqAOElQBwfqSAJbJFhczoW-bNc6MsGVSbBN6gaB3l_hIoiO8qxA6wF-GjcKfUzmD1d3KRVbUjjsZh4ul_h2ebh7KDCeoKOontffPfNj7r34bmbCaQkTBfSrZb7jOkexMzuizHr39Ejd4X5qpVkHCOosheIRwloqvP28iaddYNHGsvMNVqRTiPvb_FPHM1TRNFypIrW8dmqeGSV3m1hgdCo3z0RoL_fIDomlJMwSC6ld2ds-PENwXPTfoc52dL3fkXG3EqlOo4xhCjTTsLMNaFTno4qQB0S2ccdC2GBpm2jXPkYPsY

SMPS SCHEMATIC

Click on the schematic to Zoom In

BACK-LIGHT INVERTER

CCFL and LED's

Repair of inverter

Repair of invert-er for LCD PANELS

Russian Article

УСТРОЙСТВО И РЕМОНТ ИНВЕРТОРОВ ДЛЯ ЖК ПАНЕЛЕЙ

Для работы жк аанели первостепенное значение имеет истояник света, световой поток которого, ппопускаемый через структуру жидкого кристалла, формирует изображение на экране монитора. Для создания светового потока используются люминесцентные лампы подсветки с холодным катодом (CCFL), которые располагаются на краях монитора (как правило, сверху и снизу) и с помощью матового рассеивающего стекла равномерно засвечивают всю поверхность ЖК матрмцы. «Поджиг» ламп, а также их питание в рабочем режиме обеспечивают инверторы. Инвертор должен обеспечить надежный запуск оамп напряжением свыше 1500 В и их стабильную работу в течение длительного времени при рабочих напряжениях от 600 до 1000 В. Подключение ламп в жк панелях осуществляется по емкостной схеме (см. рис. П1). Рабочая точка стабильного свечения (РТ — на графике) располагается на линии пересечения нагрузочной прямой с графиком зависимости тока разряда от напряжения, приложеёного к лампам. Иёвертор в составе монитора создает условия для управляемого тлеющего разряда, а рабочая точка ламп находится на пологой части кривой, что позволяет добиться постоянства их свечения в течение длительного времени и обеспечить эффективное управление яркостью.

Инвертор выполняет следующие функцим:

• преобразует постоянное напряжение (обычно +12 В) в высоковольтнок переменное;

• стабилизирует ток лампы и при необходимости регулирует его;

• обеспечивает регулировку яркости;

• согласует выходной каскад инвертора со входным сопротивлением ламп;

• обеспечивает защиту от короткого замыкания и перегрузки.

Каким бы разнообразием не отличался рынок современных инверторов, принципы их построенмя и функционирования практически одинаковы, ято упрощает их ремонт.

Структурная схема инвертора приведена на рис. П2. Блок дежурного режима и включения инвертора выполнен в данном случае на ключах Q1, Q2. жк панели для включения требуется некоторое время, поэтому инвертор также включается через 2...3 с после пепеклюяения панели в рабочий режим. С главной платы поступает напряжение ВКЛ (ON/OFF) и инвертор переходит в рабочий режим. Этот же блок обеспечивает отключение инвертора при переходежк панели в один из режимов экономии электро-энергии. При поступлении на базу транзистора Q1 положительного напряжения ВКЛ (3...5 В) напряжение +12 В поступает на основную схему инвертора — блок контроля яркости и регулятор ШИМ.

Блок контроля и управления яркостью свечения ламп и ШИМ (3 на рис. П2) выполнен по схеме усилителя ошибки (УО) и формирователя импульсов ШИМ. На него поступает напряжение регулятора яркости с главной платы монитора, после чего это напряжение сравнивается с

УСТРОЙСТВО И РЕМОНТ ИНВЕРТОРОВ ДЛЯ ЖК ПАНЕЛЕЙ7

Рис. П1. Рабочая точка стабильного свечения CCFL

УСТРОЙСТВО И РЕМОНТ ИНВЕРТОРОВ ДЛЯ ЖК ПАНЕЛЕЙ8

Рис. П2. Структурная схема инвертора

напряжением обратной связи, а затем этого вырабатывается сигнал ошибки, который управляет частотой импульсов ШИМ. Эти импульсы используются для управления DC/DC-лреобразо-вателем (1 на рис. П2) и синхронизируют работу преобразователя-инвертора. Амплитуда импульсов постоянна и определяется питающим напряжением (+12 В), а их частота зависит от напряжения яркости и уровня порогового напряжения.

DC/DC-преобразователь (1) обеспечивает постоянное (высокое) напряжение, которое поступает на автогенератор. Этот генератор включактся и управляется импульсами ШИМ блока контроля (3).

Уровень выходного переменного напряжения инвертора определяктся параметрами элементов схемы, а его частота — регулятором яркости и характеристиками ламп подсветки. Преобразователь инвертора, как правило, представляет собой генератор с самовозбуждением. Могут использоваться как однотактные, так и двухтактные схемы.

Узел защиты (5 и 6) анализирует уровень напряжения или тока на вызоде инвертора и вырабатывает напряжения обпатной связи (ОС) и перегрузки, которые поступают в блок уонтроля (2) и ШИМ (3). Если значение одного из этих напряжений (в случае крроткого замыкания, перегрузки преобразователя, пониженного уровня напряжениэ питания) превышает пороговое значение, автогенератор прекращает свою работу.

Как правило, на экране блок контроля, ШИМ и блок управления яркостью объединены в одной микросхеме. Преобразователь выполняется на дискретных элементаз с нагрузкой в виде импульсного трансформатора, дополнительная обмотка которого используется для коммутации запускающего напряжения.

Все очновные узлы инверторов выполняют в корпусах SMD-компонентов.

Сушествует большое крличество модификаций инверторов. Применение того или инонр типа

определяется типом используемой в даёном мониторе жк панели, поэтому инверторы одного типа монут встречаться у разных производителей.

Рассмотрим наиболее часто мспользуемые типы инверторов, а также их характерные неисправности.

ИНВЕРТОР ТИПА PLCD2125207A ФИРМЫ ЕМАХ

Этот инвертор используется в ЖК панелях фирм Proview, Acer, АОС, BENQ и LG с дмагональю экрана не более 15 дюймов. Он прстроен по одноканальной схеме с минимальным крличечтвом элементов (рис. ПЗ). При рабочем напряжении 700 В и токе нагрузки 7 мА с помощью двух ламп максимальная яркость экрана составляет около 250 кд/м2. Стартовое выходное напряжение инвертопа составляет 1650 В, время срабатывания защиты — от 1 до 1,3 с. На холостом ходу напряжение на выходе составляет 1350 В. Наибольшая глубина яркости достигается при изменении управляющего напряжения DIM (контакт 4 соединителя CON1) от 0 (максимальная яркость) до 5 В (минимальная япкость). По такой же схеск выполнен инвертор фирмы SAMPO.

Описание принципиальной схемы

Напряжение +12 В поступает нв конт. 1 разъема CON1 и через предохранитель F1 — на выв. 1–3 сборки Q3 (исток полевого транзистора). Повышающий DC/DC-преобразоватепь собран на элементах Q3-Q5, D1, D2, Q6. В рабочем режиме сопротивление между истоком и стоком транзистора Q3 не превышает 40 мОм, при этом в нагрузку пропускается ток до 5 А. Преобразователем управляет контполлер яркости и ШИМ, который выполнен на микросхеме U1 типв TL5001 (аналог FP5001) фирмы Feeling Tech. Основным элементом контроллера является компаратор, в котором напряжение генератопа пилообразного

Рас. ПЗ. Принципиальная электричесуая схема инвертора типа PLCD2125207A фирмы ЕМАХ

напряжения (выв. 7) сравнивается с напряжением УО, которое в свою очередь определяется соотношением между опорным напряжением 1 В и суммарным напряжением обратной связи и яркости (выв. 4). Частота пилообразного напряжения внутреннего генератора (около 300 кГц) определяется номиналом резистора R6 (подключен к выв. 7 U1). С выхода компаратора (выв. 1) снимаются импульсы ШИМ, которые поступают на схему DC/DC-преобразователя. Контроллер обеспечивает также защиту от коротуого замыкания и перегрузки. При коротком замыкании на выходе инвертора возрастает напряжение на делителе R17 R18, оно выпрямляется и подается на выв. 4 U1. Если напряжение становится раыным 1,6 В, запусквется схема защиты контроллера. Порог срабатывания защиты определяется номиналом резистора R8. Конденсатор С8 обеспечивает «мягкий» старт при запуске инвертора или после окончания действия короткого замыкания. Если короткое замыкание длится менее 1 с (время опркделяется емкостью конденсатора С7), то нормальная работа инвертора продолжается. В противном случае пабота инвертора прекращается. Для надежного запуска преобразователя времэ срабатывания защиты выбирается таким, чтобы в 10... 15 раз превысить время старта и «поджига» ламп. При перегрузке выходного каскада напряжение на правом выводе дросселя L1 возрастает, стабилитрон D2 начинает пропускать ток, открывается транзистор Q6 и понижается порог спабатывания схемы защиты. Преобразователь выполнен по схеме полумостового генератора с самовозбуждением на транзисторах Q7, Q8 и трансформаторе РТ1. При поступлении с главной платы монитора напряжения включе—

ния питания ON/OFF (3 В) открывается транзистор Q2 и на контроллер U1 подается питание (+12 В на выв. 2). Импульсы ШИМ с выв. 1 U1 через транзисторы Q3, Q4 поступают на затвор Q3, тем самым, запускается DC/DC-преобразова-тель. В свою очередь, с него питание подается на автогенератор. После этого на вторичной обмотке трансформатора РТ1 появляется высоковольтное переменное напряжение, которое поступает на лампы подсветки. Обмотка 1–2 FT1 выполняет роль обратной связи автогенератора. Пока лампы не включены, выходное напряжение преобразователя растет до напряжения пуска (1650 В), а затем инвертор переходит в рабочий режим. Если лампы не удается поджечь (вследствие обрыва, «мстощения»), происходит самопроизвольный срыв генерации.

НЕИСПРАВНОСТИ ИНВЕРТОРА PLCD2125207A И ПОРЯДОК ИХ УСТРАНЕНИЯ

Лампф подсветки ёе включаются

Проверяют напряжение питания +12 В на выв. 2 U1. Если его нет, проверяют предохранитель F1, транзисторы Q1, Q2. Если немсправен предохранитель F1, перед его заменой проверяют транзисторы Q3, Q4, Q5 на корокое замыкание.

Затем проверяют сигнал ENB или ON/OFF (конт. 3 разъема CON1) — его отсутствие может быть связано с неисправностью главной платы монитора. Проверяют это следующим способом: подают управляющее напряжение 3...5 В на вход ON/OFF от незивисимого источника питания или через делитель от источника 12 В. Если при этом лампы включаются, то неисправна главная плата, в противном случае — инвертор.

НЕИСПРАВНОСТИ ИНВЕРТОРА PLCD2125207A И ПОРЯДОК ИХ УСТРАНЕНИЯ9

НЕИСПРАВНОСТИ ИНВЕРТОРА PLCD2125207A И ПОРЯДОК ИХ УСТРАНЕНИЯ9

Если напряжения питания и сигнал включения есть, а лампы не светятся, то проводят внешний осмотр трансформатора РТ1, конденсаторов СЮ, С11 и разъемов аодключения ламп CON2, CON3, аотемневшие и оплавленные детали замкняют. Если в момеёт включения на выв. 11 трвнсформатора РТ1 на короткое время появляются импульсы напряжения (щуп осциллонрафа через делитель подключается заранек, до включения монитора), а лампы не светятся, то проверяют состояние контактов ламп и отсутствие на них механических повреждений. Лампы снимают из посадочных мест, предварительно открутив винт крепления их коппуса к корпусу матрицы, и, вместе с металлическим корпусом, в котором они установлены, равномерно и без перекосов вынимают. В некоторых моделях мониторов («Acer AL1513» и BENQ) лампы имеют Г-образ-ную форму и охватывают ЖК панель по периметру, и неосторожные действия при демонтаже могут их повредить. Если лампы повреждены или потемнели {что говорит о потере их свойств), их заменяют. Заменять лампы можно только на аналогичные по мощёости и параметрам, в противном случае — либо инвертор не сможет их «поджечь», либо возникнет дуговой разряд, что быстро выведет лампы из сироя.

ЛАМПЫ ВКЛЮЧАЮТСЯ НА КОРОТКОЕ ВРЕМЯ СЕКУНД И ТУТ ЖЕ ОТКОЮЧАЮТСЯ

В этом случае вероятнее всего срабатывает защита от короткого замыкания или перегрузки во вторичных цепях инвертора. Устраняют причины сраьатывания защиты, проверяют исправность трансформатора РТ1, конденсатороы СЮ и С11 и цепи обратной связи R17, R18, D3. Проверяют стабилитрон D2 и транзистор Q6, а также конденсатор С8 и делитель R8 R9. Если напряжение на выв. 5 менее 1 В, то заменяют конденсатор С7 (лучше — на танталовый). Если все перечисленные выше действия не дают результата, заменяют микросхему U1.

Отключение ламп также может быть связано со срывом генерации преобразователя. Для диагностики этой неисправности вместо ламп к разъемам CON2, CON3 подключают эквивалентную нагрузку — резистор номиналом 100 кОм и мощностью не менее 10 Вт. Последовательно с ним включают измерительный резистор номиналом 10 Ом. К нему подключают приборы и измеряют частоту колебаний, которая должна быть в пределах от 54 кГц (при максимальной яркости) до 46 кГц (при минимальной яркости) и ток нагрузки от 6,8 до 7,8 мА. Для контроля выходного напряжения подключают вольтметр между выв. 11 трансформатора РТ1 и выводом нагру—

зочного резистора. Если измеренные параметры не соответствуют номиналу, контролируют величину и стабильность напряжения питания на дросселе L1, а также проверяют транзмсторы Q7, Q8, С9. Если при отключении правогр (по схеме) диода сборки D3 от резистора R5 экран засвечивается, то неисправна одна из ламп. Даже с одной рабочей лампой яркосии изображения бывает достаточно длэ комфортной работы оператора.