Схема монитора Viewsonic

Cхемы и сервисная инструкция на мониторы Viewsonic

Ремонт мониторов, управляемых по шине I2C

Шину I2C используют и для управления режимами отдельных узлов в современных мониторах. Соответственно, проблемы, которые могут возникнуть в видеомониторах при ошибочном изменении содержимого перепрограммируемых микросхем энергонезависимой памяти, не менее серьезны, чем в телевизорах. Такие ошибки могут возникнуть, например, при воздействии мощных грозовых разрядов или индустриальных помех в питающей сети и могут вывести отдельные элементы в опасный режим, чреватый их необратимыми повреждениями.

Иногда фатальные ошибки программирования памяти допускают сами пользователи, используя неподходящие драйверы для мониторов, способные, в отличие от фирменных, установить режим разрешения экрана, который приведет к повреждению узлов развертки.

Все неисправности, возникающие в мониторах с шиной I2C, можно условно разделить на два типа. Одни из них могут быть вызваны неполадками в работе микропроцессора и энергонезависимой памяти, другие обусловлены старением элементов и нарушениями технологии их производства.

В качестве примера рассмотрим особенности устройства и ремонта 17-дюймового видеомонитора LG FLATRON FB775C-EP (шасси СА-87) Напряжение сети подано на обратноходовый импульсный источник питания (ИИП) через фильтр, препятствующий проникновению высокочастотных помех в сеть. Затем входной ток пропускают через пассивный корректор коэффициента мощности (ККМ). После выпрямления сетевым выпрямителем и сглаживания пульсаций постоянное напряжение преобразуется в обратноходовом инверторе на импульсном трансформаторе Т901, управляемом ШИ контроллером IC901, коммутирующие импульсы которого синхронизированы с частотой строчной развертки. Такая синхронизация позволяет избавиться от заметных помех на экране монитора.

Однотактные выходные выпрямители ИИП могут быть отключены от нагрузки в зависимости от установленного микропроцессором энергосберегающего режима работы монитора. Например, при загрузке компьютера и отсутствии в сигнальном кабеле строчных или кадровых синхроимпульсов (ССИ или КСИ соответственно) монитор находится в ждущем режиме, при котором отключены только источники 12 и 15 В (Stand By Mode — DPMS), потребляемая мощность при этом не превышает 15 Вт. Если компьютер выключен (ССИ и КСИ отсутствуют), отключены все выходные выпрямители, за исключением напряжения 5 В, используемого для питания микропроцессора IC401 (Off Mode — DPMF).

При этом потребляемая мощность не превышает 5 Вт, тогда как в рабочем режиме она гораздо больше — около 105 Вт. Центральный узел управления режимами не только ИИП, но и всех остальных блоков видеомонитора — микропроцессор IC401 и микросхема EEPROM IC402. В качестве "управляющего инструмента" используются цифровые коды, передаваемые по двунаправленной шине 12С. По второй аналогичной шине (контакты SCL — 15, SDA — 12 в 15-контактном разъеме монитора), связанной с первой разделительными резисторами R404 и R405 (по 100 Ом), компьютер через подключенный сигнальный кабель видеомонитора получает в режиме "Plug&Play” сведения о типе подключенного аппарата, а в заводских условиях на первом этапе регулировки при отключенном питании монитора первоначально вводит информацию в EEPROM.

В описываемой модели монитора для питания микросхемы памяти IC402, потребляющей весьма малый ток, при регулировке с помощью специальной сервисной программы используют интегрированные и отфильтрованные конденсатором С409 импульсы, поступающие с шины через развязывающие диоды ZD403, ZD408 и резистор R434. Стандартные программы и программаторы, подключенные через сигнальный кабель к микросхеме памяти, воспринимают задержку, требующуюся для создания питающего напряжения посредством цифровых импульсов, как отсутствие отклика, и не могут быть использованы в этих целях. Поэтому в некоторых других моделях видеомониторов (в том числе и фирмы LG) для программирования памяти используют напряжение 5 В, поступающее через контакт 9 упомянутого разъема от компьютера.

На втором этапе регулировки через этот разъем с помощью той же специальной сервисной программы и компьютера в режиме MS DOS тестируют включенный монитор, вводят заводские предустановки, осуществляют предпродажную подготовку прибора. После включения монитора микропроцессор загружает в свою оперативную память часть кодов из микросхемы энергонезависимой памяти, а затем по последовательной шине опрашивает основные блоки.

Если сигнальный кабель к компьютеру не подключен, монитор переходит в режим самоконтроля, о чем будет свидетельствовать перемещающийся по экрану транспарант "Self Diagnostics — Check Signal Cable — No Signal". При этом фон транспаранта с периодичностью 1 с принимает один из основных цветов (R, G, В — красный, зеленый, синий), что указывает на исправность всех источников питающих напряжений, процессорных и запоминающих устройств, кинескопа, видеоусилителей, каналов развертки. В случае отсутствия растра при наличии питающих напряжений (постоянно горит зеленый или оранжевый светодиод на клавише включения) для ремонта можно воспользоваться страницей "No Raster" файла guide.pdf.

Разработчики рекомендуют в данном случае убедиться в наличии строчных и кадровых синхроимпульсов, поступающих от компьютера. Затем целесообразно проверить исправность диода D712 и наличие напряжения -120...-130 В, прикладываемого через резистор R773 к коллектору транзистора Q704 и, наконец, режим модулятора — сетки 1 кинескопа по постоянному току. В исправном мониторе это напряжение должно составлять -5...-25 В в зависимости от установленной яркости, а осциллографом можно наблюдать отрицательные прямоугольные импульсы, гасящие луч на время обратного хода кадровой развертки. Если данное условие выполняется, а растр отсутствует, следовательно, неисправен источник накального напряжения 6,3 В в ИИП или транзисторы Q941, Q942, коммутирующие его.

Конечно, такое заключение справедливо при условии, что находятся в норме напряжения на остальных электродах ЭЛТ: катодах R, G, В, подключенных к узлу отсечки рабочего тока; ускоряющем электроде — сетке 2; фокусирующих электродах — сетках 3 и 4; аноде (высокое напряжение 26 кВ). Экран ЭЛТ (графитовое покрытие и заземляющая оплетка) должен быть соединен с общим проводом питания, иногда при ремонте после отключения основной печатной платы о таком соединении забывают. Если сигнальный кабель подключен к исправно работающему компьютеру, микропроцессор, получив подтверждение готовности ведомых устройств к работе, анализирует полярность и параметры посылаемых компьютером строчных и кадровых синхроимпульсов, а затем через процессор развертки IC701 устанавливает один из возможных, заранее запрограммированных режимов развертки (разрешения экрана).

Для описываемого монитора разработчики предусматривают десять режимов. Первые четыре — основные: 1 — 640x480 пкс, 75 Гц, 2 — 800x600, 75 Гц; 3 — 800x600, 85 Гц; 4 — 1024x768, 85 Гц. Оставшиеся шесть режимов — загружаемые по умолчанию: 5 — 640x400, 70 Гц; 6 — 640x480, 60 Гц; 7 — 800x600, 60 Гц; 8 — 640x480, 85 Гц; 9 — 1024x768, 75 Гц; 10—1280x1024, 60 Гц. Основные заводские и послеремонтные регулировки, связанные с установкой режимов ЭЛТ и коррекцией геометрических искажений, проводят после замены кинескопа, микропроцессора, энергонезависимой памяти, предварительного и оконечного видеоусилителей, и выполняют в режиме 4. Оптимальным с точки зрения приемлемого качества изображения и щадящего энергетического режима оконечного каскада строчной развертки многие пользователи считают режим 9, при котором теплоотвод выходного транзистора этого каскада при снятой крышке корпуса нагревается примерно до 60 °С.

Весь возможный интервал частот строчной развертки 30...66 кГц в мониторе разделен на восемь частей по 3...7 кГц. К колебательной системе ’’строчный трансформатор — отклоняющая катушка" в каждой части микропроцессор с помощью коммутирующих транзисторов, подсоединенных к его выводам CS0—CS4, подключает один или несколько конденсаторов и дополнительный дроссель, что способствует поддержанию требуемой нелинейности и амплитуды пилообразного тока строчной развертки (так называемая S-коррекция), а также стабилизации высокого напряжения на выходе умножителя.

Выходной каскад строчной развертки питается от выпрямителя напряжением 50 В через промежуточный импульсный преобразователь постоянного тока (ИППТ) на транзисторе Q719 и дросселе L705. Процессор развертки IC701 через цепь обратной связи, подключенную к входу встроенного в него усилителя сигнала ошибки, контролирует часть высокого напряжения и стабилизирует его, осуществляя ШИ управление транзистором Q719. Микропроцессор IC401 с помощью узла ограничения тока луча контролирует режим питания кинескопа и устанавливает верхний предел 29 кВ для высокого анодного напряжения, что исключает создание кинескопом жесткого рентгеновского излучения. В аварийных случаях такой контроль способен вообще отключить строчную развертку, подавая соответствующую команду на процессор развертки. Повторное включение монитора при этом возможно только после его отключения от сети.

Работающий видеомонитор отображает на экране приходящую по сигнальному кабелю информацию. Качество изображения и геометрические искажения растра можно подрегулировать, вызвав соответствующей кнопкой экранное меню. При этом процессор экранного меню (OSD — On Screen Display) IC301 формирует на экране требуемые элементы воздействия и отображает возможные их значения, а микропроцессор IC401 распознает и отрабатывает поступающие команды. Разберем одну из наиболее вероятных типовых ремонтных ситуаций, когда при включении монитора блок питания не выходит в рабочий режим — свечение индикатора на клавише включения отсутствует, а при внимательном прослушивании можно обнаружить лишь исходящее от трансформатора звуки с частотой 2...3 Гц.

Если воспользоваться сервисным алгоритмом поиска неисправностей в данном случае (см. страницу "No Power" в файле guide.pdf), пользователю будет предложена обычная последовательная проверка предохранителя F901, элементов сетевого выпрямителя D901 и фильтрующего конденсатора С901, ШИ контроллера IC901, выходных выпрямителей D931, D941, D951, D961, D971, D991 и, наконец, интегрального стабилизатора IC991, формирующего напряжение 5 В для питания микропроцессора IC401, микросхемы памяти IC402 и процессора экранного меню IC301. Оказалось, что в описываемом случае такая проверка принесла мало пользы, лишь подтвердив исправность всех перечисленных элементов. Причины этого будут пояснены далее.

В общем случае микропроцессор IC401, опрашивая периферийные устройства, способен диагностировать техническое состояние монитора. Причем происходит это не только в момент включения аппарата, но и с определенной периодичностью во время его работы. Если отклики от всех контролируемых блоков положительные, микропроцессор, поддерживая непрерывное свечение зеленого светодиода на клавише включения, в соответствии с данными, записанными в энергонезависимой памяти, устанавливает требуемые режимы регулируемых узлов. При выходе из строя отдельных блоков характер и цвет свечения индикатора изменяются определенным образом. Непрерывное свечение сменяется прерывистым, периодичность и число миганий светодиодов красного, зеленого и оранжевого (одновременно красного и зеленого) цветов в циклической серии зависит от обнаруженной неисправности. В отличие от других производителей, фирма LG не публикует в открытой печати таблицу соответствия результатов автодиагностирования перечню возможных неисправностей. Тем не менее на некоторых сайтах предпринимаются попытки систематизации такой информации, собранной на основе экспериментальных данных. К сожалению, как было указано ранее, в описываемом случае ремонта видеомонитора блок питания не выходил в рабочий режим, напряжение питания 5 В не появлялось, поэтому автодиагностирование прибора не выполнялось.

Причина этого была очевидна, но разработчики сервисной документации на упомянутой диаграмме ее почему-то не указывают. Как правило, выйти в рабочий режим блок питания не может из-за перегрузки в цепях одного из выходных выпрямителей (чаще всего — по причине электрического пробоя строчного выходного транзистора Q706 или элементов его "обвязки”, иногда — при электрическом пробое одного из выходных выпрямительных диодов или оксидных конденсаторов в ИИП, как указано в сервисной документации). Но в большинстве других случаев, когда присутствует напряжение 5 В, анализ обмена данными между микропроцессором и периферийными устройствами позволяет однозначно локализовать неисправный узел. Проверка транзистора Q706 подтвердила его неисправность. Доступ к нему затруднен, поэтому после разборки корпуса и снятия стального поддона основную печатную плату вместе с несущим пластмассовым каркасом извлекают из направляющих штифтов на обрамлении кинескопа, который укладывают на мягкую подстилку.

Печатная плата, опираясь нижней гранью на мягкое основание, в верхней части остается соединенной несколькими жгутами с печатной платой кинескопа. Это требует проводить ремонт осторожно, избегая резких воздействий на соединение основной печатной платы с кинескопом, чтобы его не повредить. Затем в области монтажа транзистора плату отводят на 5...7 мм от близко расположенной перегородки каркаса, вставляют распорку, освобождая тем самым доступ к контактным площадкам. Кроме транзистора, целесообразно предварительно выпаять расположенный рядом с ним конденсатор С731, что значительно облегчит монтажные работы, важно не забыть его установить на место по завершении ремонта. Для повышения надежности функционирования монитора в узле выходного каскада строчной развертки предусмотрена двойная защита от перегрузки.

Первая ступень защиты реализована в сетевом обратноходовом ИИП, обеспечивающем напряжение 50 В для промежуточного импульсного преобразователя ИППТ на транзисторе Q719 и дросселе L705. При чрезмерном потреблении тока в цепи 50 В ИИП отключается. Вторая — на резистивном датчике тока R737, R738 в цепи указанного преобразователя. При превышении установленного значения тока процессор отключает ИППТ. К сожалению, даже такая двойная защита оказывается "беззащитной" перед некоторыми дефектами, приводящими к повреждению выходного транзистора строчной развертки. К их числу можно отнести следующие: тепловой пробой этого транзистора; межвитковые замыкания в выходном трансформаторе строчной развертки, замыкания в отклоняющей системе — при ее сильной внешней запыленности, вызывающей перегрев проводников; пробой вмонтированного в трансформатор высоковольтного конденсатора, фильтрующего высокое напряжение на выходе умножителя. Значительно реже причиной повреждения может быть пробой одного из демпферных диодов D704—D706, D732.

Как показывает ремонтная практика, лавинообразное неуправляемое нарастание тока в таких случаях при возникновении описанных дефектов не может быть отслежено узлами защиты в силу их инерционности, поэтому все завершается повреждением дефектного элемента, а иногда и перегоранием предохранителя, и только после этого — аварийным отключением ИИП. Зато при повторном включении монитора с неисправным элементом узел защиты предохраняет источники питания от выхода из строя вследствие перегрузки (иногда ремонтники в этих целях подключают подозрительную вторичную цепь через лампу накаливания, что ускоряет поиск неисправности). Оригинальный транзистор FJAF6812 (Q706) в полностью пластмассовом корпусе TO-3PF может быть заменен его полным электрическим аналогом 2SC5589 в корпусе 2-21F2A с металлическим крепящим фланцем, для чего нужна слюдяная пластина, изолирующая коллектор от соединенного с общим проводом теплоотвода.

Учитывая, что тепловое сопротивление кристалл — корпус при такой замене меньше исходных 2 °С/Вт, а допустимая рассеиваемая на коллекторе мощность увеличивается с 60 до 200 Вт, замена благоприятно скажется на надежности выходного каскада строчной развертки. Как полагает автор, причиной возникновения неисправности в описываемом случае являлся тепловой пробой транзистора FJAF6812. За 5 лет эксплуатации теплопроводящая паста между транзистором и теплоотводом окончательно высохла, что привело к ухудшению теплового контакта и повышению температуры корпуса. Деградация полупроводника в структуре транзистора в этих условиях ухудшила его электрические параметры, и в конечном итоге он вышел из строя. После замены транзистора по описанной методике монитор больше трех лет работает нормально.

Итак, нами рассмотрены всего лишь две типовые ремонтные ситуации, не связанные с нарушениями в работе микропроцессора и энергонезависимой памяти. В файле guide.pdf представлены сервисные алгоритмы поиска неисправностей еще в семи случаях: отсутствует изображение при наличии растра; повышена нелинейность строчной развертки; отсутствует кадровая развертка; не вызывается экранное меню; неисправна цепь DPM; отсутствует размагничивание; отсутствует вращение растра. Получить достаточно подробные рекомендации при устранении перечисленных неисправностей радиолюбители могут самостоятельно, ознакомившись с указанным файлом. Отдельно следует остановиться на особенностях ремонта при неработающих микропроцессоре и энергонезависимой памяти. Такие отказы могут быть полными или частичными.

В случае полного отказа, который может возникнуть также при нарушении целостности (обрыве или замыкании) цифровой шины I2C хотя бы у одного из периферийных элементов (в то время, как микропроцессор и память остаются исправными), монитор не включается.

Причиной замыкания (дефектной шины) могут быть и отдельные периферийные устройства. Поочередное их отключение, а также исследование пакета обмена цифровыми данными между ведущими и ведомыми элементами позволяет локализовать отказ. Отсутствие обмена данными по исправной шине I2C указывает на неисправность микропроцессора. Не исключено и частичное нарушение работоспособности монитора при возникновении отказа в канале записи энергонезависимой памяти.