之前一直正常显示的深圳产LU712+型21英寸液晶彩显,开机后瞬显(特别短暂)一下“无信号”提示后立即黑屏,明显是背光灯故障(若是显卡故障,将在显示“无信号”提示3秒钟后才持续黑屏)。该彩显已使用八九年了,早已过了保修期了,于是自行打开后背检查。测开关电源三组12V(包括送至逆变器的电压)及5V输出电压,均正常。但测逆变器板上滤波电容C1(470uF/25V)无电压。断电后测C1有正常的充放电现象,绝缘正常也不鼓包。细查发现一只贴片保险F1已开路。查逆变板上无短路件,但未查出且排除短路故障前不敢贸然更换F1。于是整体拆卸显示器,拆出8mm厚的背光导光板及两边的CCFL背光灯组件,发现下端的一组两根背光灯之一的一端对壳体间,已被上千伏电压击穿,软胶灯座上有较大较深的黑色碳化孔.另一对背光灯未见异常。取下坏灯后将数字万用表(置于DC20A电流挡)并接在已开路的F1两端,然后接通电源约1秒后,正常的那对背光灯燃亮,数字表显示电流为DC1.3A。约3秒钟后灯熄,电流为零(这是该彩显背光灯正常的开机过程),说明逆变器尚能工作。
但跑遍整个电子市场也未配到如此规格的CCFL灯管,寻思,如今用LED作背光灯的液晶彩显、彩电已比比皆是,何不直接改用LED灯条替代CCFL灯管作背光灯?既省电寿命又长。于是未多思索就在电子市场购得12V的LED灯条,该灯条每3只LED灯串联一个130欧姆电阻为一组,灯间距为15mm.故采用上下各七组灯串(灯条总长各为315mm),恰好在背光板上下边长( 330mm)之内。然后串接入万用表(置于DC200mA挡).连接好后接通DC12V电源,测量上下灯条电流为122.5mA,也即每组LED灯电流仅为8.7mA,太省电了!并且,将灯条锒嵌入原背光灯壳体也刚合适。
然后喜颠颠地将显示器装复原,开机一试,但结果却使我的期望成了失望。液晶显示的画面虽然还算正常和稳定,但是整个屏幕是昏暗不清的。
晚间环境较暗时勉强能看清,白天基本看不清。故设法提高电压增大电流以提高亮度试试。于是采用另设一个次级输出AC20V的电子变压器,经快恢复二极管(FR107)桥式整流后,用稳压集成块LM317构成可调稳压电源。当调整输出电压为14.8V时,上、下灯条电流为210mA.即每组灯串电流为15mA。此时再装复整个显示器后开机,屏幕亮度虽稍有增亮,但画面仍不清晰,白天只能勉强看。但考虑到LED灯条散热条件不足,不敢再增亮。而且看来一味增加亮度,或许并不能提高清晰度。理由如下:
1.CCFL背光灯的8mm厚的背光导光板,是按CCFL荧光灯条的光特性设计的,并不适用于LED灯(光色为5500K)的导光特性,应改用与LED光特性相符的高导光率材料制作的专用背光导光板(成品LED导光板厚度不足5mm)。
2.现用的LED灯条灯间距为15mm,不能形成条状发光,而是很明显呈间隔的点状发光,使导光十分不均匀,再增亮也白搭。也说明此种LED灯条不适用作背光灯,应采用液晶显示屏专用的LED灯条。
终于在电脑市场找到了适用于显示屏的专用铝基LED灯条.其LED灯间距仅3.5mm,排列非常密完全能形成条状光柱。
该型灯条由10只LED灯串联为一组,所以驱动电压要高于27.7V才能点亮(有些液晶屏背光灯条的LED灯较长,且呈横向排列,灯距为5mm~7mm,为3或4只一组串联,只需8V或12V就能点亮,但驱动电流较大)。该灯条灯数为110只,长度为390mm(含端部焊接端)。为配用于本显示屏,截去两组后长度恰好与原CCFL灯管一致(312mm)。这样,两根灯条灯总数为90x2共18组。
因本次实验仅为维修旧液晶显示器,所以未采用正规的恒流驱动集成块 及具有反馈调光的电路,也没有加保护措施。而是采用简单、小而轻巧的电子变压器作驱动电源。先采用FR107快恢复二极管全桥整流驱动灯条。注:必须为全桥整流,以免整流后的直流分量导致开关变压器磁路进入饱和区而降低效率(否则应在开关变压器磁芯对接处,垫0.05mm厚的纸以增加磁隙,避免饱和).调整电子变压器次级匝数为23.5匝,全挢整流后的空载电压为DC34.5V,当接上两根LED灯条负载后的电压约为29V;负载总电流约为95mA.每组灯串的电流为5.3mA,LED灯正常发光。但这样的直流供电,LED一直在发光或许对其寿命不利。于是改用将两串灯反向并联后接在电子变压器次级,既使其输出的正、负半周都带负载工作,效率更高,而LED灯也只在正、负半周间歇发光.对灯有利。但前题是电子变压器输出波形必须正、负对称,否则两根灯条发光会不一致。经测电子变压器波形基本对称,于是采用此方案来驱动灯条(电路见下图所示)。考虑到LED的正向工作电压为3V左右,反压不宜太高,故各串一只FR107作反压隔离。经试并调整电子变压器次级为23匝,经测其输出电压为AC33V,带两根灯条负载电流为llOmA,此时每组灯(也即每只LED灯)的半周电流为DC12mA.正好在该功率段LED灯充分发光而又不致发热太大的工作状态。
最后将灯条及驱动电源装入显示器,经试用,显示屏亮度大为增加,而且画面亮度均匀,图像清晰,无论白天、夜晚都能看清图像,用LED灯替代CCFL灯条作背光灯基本成功。之所以称“基本成功”,是因为显示屏画面还属于亮而欠明,还不能达到正规LED显示屏的图像质量。这或许是前述所提到的背光板不适合;加上液晶屏较陈旧之故。
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