CÁCH làm MẠCH điều KHIỂN CHO màn HÌNH LCD

CÁCH LÀM MẠCH ĐIỀU KHIỂN CHO MÀN HÌNH LCD
Để làm được mạch điều khiển cho màn hình LCD trước hết chúng ta cần tìm hiểu về

I.các linh kiện trên màn hình
1. Mosfet – Transistor trường

Mosfet là Transistor trường có cấu tạo khác với Transistor thơng thường , chúng có độ nhạy cao hơn và
được sử dụng trong hầu hết các bộ nguồn Monitor .

2.cấu tạo
Mosfet

Transistor

Mosfet có 3 cực là G ( cực cổng ) , D ( cực thoát ), S ( cực nguồn ) về nguyên lý hoạt động chúng
tương tự với 3 cực B, C , E của Transistor thông thường , nhưng về cấu tạo chúng khác với đèn
BCE .


+ Cực nguồn ( S ) và cực thoát ( D ) được nối với hai chất bán dẫn N đặt trên nền có tính cách
điện, khoảng giữa hai cực là vùng nghèo điện tích tự do .
+ Cực cổng ( G ) được đặt bên trên khoảng trống giữa hai cực N và các ly bằng một lớp cách
điện là SiO2, cực G cách
điện hoàn toàn với cực D và cực S .
+ Khi cho một điện áp chênh lệch vào hai cực D và S thì khơng có dòng điện chạy qua nhưng khi
ta đưa một điện áp dương vào cực G, điện áp này sinh ra hiệu ứng trường trong khoảng trống
giữa hai lớp bán dẫn N, và dưới tác dụng của từ trường thì xuất hiện dòng điện chạy qua từ cực
D sang cực S .
Điện áp đặt vào chân G khơng tạo ra dịng điện GS mà chỉ tạo ra hiệu ứng trường trong Mosfet
vì vậy một tín hiệu có cường độ rất yếu cũng có thể làm cho Mosfet mở rất mạnh .
Dịng điện chạy qua hai cực D – S chỉ phụ thuộc vào điện áp chân G mà không phụ thuộc vào

cường độ của tín hiệu
=> Vì vậy Mosfet được coi là linh kiện có độ nhậy rất cao và chúng đã được sử dụng trong các
bộ nguồn Monitor và các bộ nguồn của nhiều thiết bị điên tử cao cấp ngày nay .
3 Ký hiệu của Mosfet :Mosfet thường có ký hiệu là K… , 2SK… , IRF…Thí dụ K3240 ,
IRF630 v v.. trong đó đèn K có cơng suất lớn hơn và thường sử dụng trong mạch nguồn, các đèn
IRF có cơng suất nhỏ hơn nên sử dụng trong mạch cơng tắc, mạch Regu và ít sử dụng trong
mạch nguồn.

Quy định về các cực :
- Cực G – ở bên trái
- Cực D - ở giữa
- Cực S – ở bên phải .

4. một số linh kiện khác
4.1 IC so quang


+ IC so quang thường có 4 chân, một số ít có 6 chân , bên trong có một điốt phát quang và một
đèn thu quang .
+ Khi cho dòng điện đi qua điốt phát quang, đi ốt phát ra tia hồng ngoại chiếu vào đèn thu quang
làm đèn thu quang dẫn .
+ Dòng điện qua điốt phát quang tỷ lệ thuận với dòng điện qua đèn thu quang .
+ Giữa bên điốt phát quang và đèn thu quang cách điện với nhau, chúng chỉ truyền thông tin
biến đổi điện áp sang nhau thông qua ánh sáng hồng ngoại .
+ IC so quang được sử dụng nhiều trong bộ nguồn cách ly, chúng làm nhiệm vụ truyền thông tin
về sự biến thiên dòng điện từ bên này sang bên kia mà vẫn cách ly được điện áp

.

IC so quang 4 chân & IC so quang 6 chân

•

IC so quang 6 chân

Cách đo :
•

Một bên bạn đo như đo điốt, một bên bạn đo như đo
cực CE của Transistor .

•

Lưu ý : Trong bộ nguồn , nếu IC so quang hỏng thì
chúng thường hỏng ở dạng kém , tức là bạn đo không
phát hiện được hư hỏng do đó nhiều khi cần thay thử .

2. Diode xung

•

Sau bộ nguồn xung cần sử dụng

Điốt xung để chỉnh lưu
•

Về hình dạng thì Điốt xung giống hệt với Điốt thường, nhưng do được cấu tạo đặc biệt
nên Điốt xung làm việc được ở các tần số rất cao khoảng vài chục KHz .

•

Khi chỉnh lưu cho các điện áp có tần số cao như điện áp thứ cấp nguồn xung, điện áp thứ
cấp cao áp thì ta cần sử dụng Điốt xung, nếu bạn sử dụng các Điốt thông thường tại các
vị trí này thì Điốt sẽ bị nóng và hỏng sau ít phút hoạt động .


•

Điốt thường chỉ dùng để chỉnh lưu điện áp có tần số thấp như điện AC 50Hz , không sử
dụng được trong các mạch tần số cao nhưng Điốt xung lại có thể xử dụng được trong tất
cả các mạch .+ Điốt xung có giá thành cao hơn Điốt thường khoảng 4 – 5 lần .

Điốt xung thường có vịng mầu có mầu xanh hay đỏ hoặc vịng mầu đứt nét .
3. IC tạo dao động .

•

IC tạo dao động được sử dụng phổ biến trong các bộ nguồn Monitor, đây là IC có mạch
rất đơn giản và giá thành rẻ, bạn có thể sử dụng IC này để lắp đèn nháy, điều đó sẽ giúp
bạn hiểu nguồn Monitor dễ dàng hơn.

•

Các chân chính của IC này là :+ Chân 7 là Vcc 12V+ Chân 4 là chân dao động
+ Chân 2 là chân điều khiển biên độ dao động ra, điện áp chân 2 tỷ lệ nghịch với biên độ
dao động ra .
+ Chân 1 có tác dụng ngược với chân 2 .
+ Chân 3 là chân bảo vệ
+ Chân 6 là chân dao động ra

II.sơ đồ khối của màn hình LCD
Gồm 4 khối chính là : Khối nguồn, Khối cao áp, Khối Xử lý, Khối Panel LCD

1. Khối nguồn:
Đầu vào là nguồn điện lưới 220V AC.
Dùng mạch nguồn ngắt mở (nguồn xung) để tạo ra 2 điện áp chính là 5V cấp cho Bo xử
lý và 12V cấp cho Bo cao áp.
2. Khối Cao áp:
Nhận nguồn 12V từ bo nguồn.
Nhận tín hiệu 3v3 On/Off từ bo xử lý để điều khiển việc ngắt mở mạch cao áp.
Nhận tín hiệu điều chỉnh sáng tối từ bo xử lý.
Xuất ra điện thế cao áp khoảng 600 ~ 1000 V AC đốt sáng bóng cao áp nằm bên trong
Panel LCD.


3. Bo xử lý:
Nhận nguồn 5V từ bo nguồn để cấp cho các IC trên bo.
Nhận tín hiệu VGA từ cáp VGA nối với card màn hình.
Xử lý tín hiệu và xuất tín hiệu lên Panel LCD thơng qua cáp tín hiệu (lọai thơng dụng 20
hoặc 30 pin)
4. Panel LCD:
Nhận nguồn từ cao áp để đốt sáng đèn cao áp bên trong.
Nhận tín hiệu đã qua xử lý từ bo điều khiển.
Hiển thị “hồn hảo” hình ảnh trên LCD.

Bo xử lí
nhiệm vụ chính là nhận tín hiểu RGB Analog rồi chuyển đổi thành tín hiệu Digital cấp cho mạch
điều khiển, mạch lái rồi xuất lên LCD Panel.

Trên bo gồm có: IC giao tiếp (Scalar), MCU (microcontroller unit), EEprom, thạc anh, mạch ổn
áp, và một số linh kiện dán (SMD). Các mạch ổn áp nguồn trên bo bao gồm: 2v5, 3v3 và 5v.
Trên bo cịn có các đường tín hiệu khác như: không hiển thị (no display), tự động cân chỉnh…
Chức năng của các IC trên bo:
1. IC giao tiếp:
- Nó bao gồm Pre-Amp, ADC (chuyển đổi analog sang digital), tự động cân chỉnh (Auto
Adjustment), PLL (Phase Locked Loop), các hiển thị trên màn hình (On Screen Display -OSD)
… Chuyển đổi tín hiệu màu RGB sang 8 bit hay 16 bit tùy thuộc vào MCU đang dùng để cấp
cho IC điều khiển panel LCD. Chức năng tự động cân chỉnh tần số, phase, vị trí ngang / dọc và
cân bằng trắng… khi chuyển đổi độ phân giải. Ở các monitor LCD đời củ, các chức năng này
không nằm chung 1 IC mà chia thành nhiều IC khác nhau.


2. MCU (Microcontroller Unit):
- Nó là một vi xử lý bao gồm cả CPU, SRAM, DAC, ADC và 64K FlashROM. Điều khiển mọi
họat động trên bo như một máy tính thu nhỏ.

3. EEprom:
- Lưu các đoạn chương trình như là BIOS của mainboard máy tính. Và dĩ nhiên, nó cũng có thể
bị lỗi và cũng được xả ra nạp lại bằng các máy nạp ROM thông dụng như PCB50 của TME hay
Máy ProTool U580…như chính BIOS mainboard máy tính.


Vị trí thực tế của EEprom
- Nếu lỗi EEprom: sẽ Khơng lên hình, sai khng hình ngang dọc, khơng thể lưu các cài đặt, cân
chỉnh của người dùng, một số chức năng điều chỉnh âm thanh, ánh sáng không họat động, khơng
hiển thị các màn hình chức năng điều khiển hoặc hiện các màn hình chức năng hịai mà khơng
tắt.
- Việc nạp lại ROM này chủ đọc từ ROM máy tốt để dành nạp lại hoặc lên mạng tìm hoặc xin
nhé.

- Các chip EEprom thông dụng là: 24C02, 24C21, 24C04, 24C08, 24C16

Hình dáng thực tế của EEprom
4. Thạch Anh:
- Cấp giao động cho MCU, thạch anh hư MCU không họat động và LCD sẽ khơng lên hình.
5. Các mạch ổn áp 2v5, 3v3, 5v:
- Để cấp nguồn cho tòan bộ bo, nếu mất sẽ không lên Led báo nguồn.

Bo cao áp
Inverter Board – Board cao áp


Ở các LCD đời mới, bo cao áp nằm chung với bo nguồn. Cịn các LCD đời củ thì bo cao áp có
thể nằm riêng như hình bên dưới.

Bo cao áp trong LCD được thiết kế theo 4 dạng thông dụng như sau:
1) Kiểu Buck Royer
2) Kiểu kéo đẩy (Lái trực tiếp)
3) Kiểu Nữa cầu -Half bridge (Lái trực tiếp)
4) Toàn cầu – Full bridge (Lái trực tiếp)
Các kiểu 2, 3, 4 hiện nay được dùng nhiều hơn do tính ổn định và ít tốn linh kiện hơn.
1. Buck Royer Inverter:

Sơ đồ khối kiểu Buck Yoyer


- Để đốt sáng các bóng cao áp (back light), nhiệm vụ của bo cao áp là chuyển điện áp 12V DC từ
mạch nguồn lên đến hàng trăm thậm chí hàng ngàn vôn AC.

- Mỗi mạch cao áp cấp cao áp cho từng bóng cao áp riêng biệt (đối với các LCD có 2 hay 4 bóng

cao áp). Mạch dạng này bao gồm: IC điều xung (hay còn gọi IC inverter), Mosfet Buck kênh P,
cuộn dây Buck và Diode Buck, cặp Transistor kéo đẩy…


- Nói cho phức tạp, thực chất nó như dạng một cái “tăng phô” điện tử. Tuy nhiên, ở đây nó được
thiết kế để họat động ở tần số từ 30 đến 70 Khz với mạch hồi tiếp để họat động ổn định. Các
MOSFET thì đạng đơi và đóng gói như dạng IC 8 chân cắm hoặc 8 chân dán SMD.


- Các mosfet đội chân cắm thông dụng là: FU9024N, J598 …
- Các mosfet lọai dán SMD thông dụng là: 4431, BE3V1J…
- Các transistors kéo đẩy thông dụng là: C5706, C5707…
2. Dạng kéo đẩy (Lái trực tiếp)

- Lọai này chủ yếu sử dụng 1 cặp mosfet ngược kênh và trên thực tế thì 2 mosfet này cũng được
đóng gói như 1 IC 8 chân cắm hoặc 8 chân dán SMD.
3. Dạng nữa cầu – Half Bridge Inverter (Lái trực tiếp)

- Dạng này thì cũng tương tự như như dạng kéo đẩy nhưng khác nhau ở chổ chỉ cần 1 cuộn dây
bên sơ mà thôi.


4. Dạng toàn cầu – Full Bridge Inverter (Lái trực tiếp)

- Lọai này thường thấy trong các LCD đời mới, nó chạy đến 2 MOSFET đơi 8 chân cho 1 bóng
cao áp.


Mạch khởi động
- Hầu hết các Màn hình LCD đều có một mạch khởi động (On/off signal) để gởi một tín hiệu

điều khiển việc đóng ngắt mạch nguồn của board ao áp. Tín hiệu này mức thấp ~ 0v (tắt) và mức
cao trong khoảng từ 2v – 5v (mở).
- Nếu là tín hiệu là 0 Volts (tức tắt), thì board cao áp sẽ khơng họat động và dĩ nhiên bóng cao áp
sẽ khơng sáng lên. Tương ứng nếu tín hiệu này = 2v-5v (là “mở”) thì board cao áp sẽ họat động
và bóng cao áp sẽ sáng lên.

- Ở sơ đồ thự tế dưới đây, khi ta cắp cáp VGA và bật nguồn LCD, board xử lý hình sẽ gởi tín
hiệu “ON signal” về cho board cao áp (khoảng 2-5V tùy Màn hình LCD) qua R751 kích dẫn
Q751. Q751 dẫn kéo theo Q752 dẫn. Nguồn 12 Volts sẽ chạy qua Q752 và cấp cho chân VCC
của IC TL1451ACN (Inverter IC). Trong đó 12V từ nguồn chính sẽ qua cầu chì F751 loại linh
kiện dán SMD (2A/125V).


- Nếu khơng có tín hiệu “On signal” này thì Q751 sẽ khơng dẫn, Q752 cũng sẽ khơng dẫn, khơng
có điện áp sẽ chạy vào cấp nguồn VCC cho IC, IC khơng họat động -> Màn hình LCD sẽ khơng
họat động.

- Hai transistor trong mạch khởi động trên có thể thay thế tương đương bằng C945 và A733.


- Một số Màn hình LCD có nguồn (led báo nguồn) nhưng khơng chạy (khơng sáng hay khơng
lên hình), nhiều khi chỉ đơn giản là mất tín hiệu “On signal” này hoặc giả chết IC cao áp.

- Ảnh trên minh họa việc đo áp chân “On/off Signal” vừa nêu. Khi bật cơng tắc thì tại vị trí này
phải có từ 2V-5V. Nếu khơng có điện áp thì là do bo xử lý hình có vấn đề nên mất áp đường này.
Trên thực tế, các Màn hình LCD Samsung đời 153V, 173V, 510N, 710N, 713N và 910N rất hay
bị mất tín hiệu “On/off Signal” này.


- Nếu đã có áp 2-5V tại chân On/Off thì phải có khoảng 9 đến 12 Volts tại chân VCC của IC cao

áp. Nếu có ON/Off mà khơng có nguồn Vcc cấp cho IC cao áp thì kiểm tra đường nguồn cấp từ
mạch nguồn đến, có thể đã bị đứt cầu chì F751. Nếu đã có nguồn Vcc mà mạch vẫn chưa chạy
thì thay thử IC cao áp này và thử lại. Vì nếu đứt cầu chì thì đa số là do chạm mạch bên trong và
đó chỉ có thể là IC cao áp chạm mà thơi.
- Nếu tín hiệu On/off có mà rất thấp (0.5v – 1V) thì đa phần la do lỗi từ MCU của board xử lý
hình. Ta có thể kích ép bằng cách câu đường nguồn 3V3 cấp thẳng cho mạch khởi động này.
Cách làm này nguy hiểm vì chân On/Off này cịn có chức năng bảo vệ tuy nhiên trong vài trường
hợp ta cũng phải chọn cách ép này mà thôi.

Bo nguồn
1 – Tổng quát về khối nguồn Monitor LCD

Chức năng của khối nguồn:
Khối nguồn có chức năng cung cấp các mức điện áp một chiều cho các bộ phận của máy, bao
gồm các điện áp
12V cung cấp cho mạch INVERTER (Mạch cao áp)
5V cung cấp cho Vi xử lý


3,3V cung cấp cho mạch xử lý hình ảnh
Điện áp đầu vào là nguồn 220V AC
 Các mạch trong khối nguồn

Mạch lọc nhiễu
- Có chức năng lọc bỏ nhiễu cao tần bám theo đường dây điện không để chúng lọt vào trong máy
làm hỏng linh kiện và gây nhiễu trên màn hình
Mạch chỉnh lưu – Có chức năng đổi điện áp AC 220V thành điện áp DC 300V cung cấp cho
nguồn xung hoạt động
Mạch dao động – Có chức năng tạo ra xung dao động cao tần để điều khiển đèn Mosfet ngắt mở
tạo ra dòng biến thiên chạy qua cuộn biến áp xung.

Đèn công suất – Ngắt mở dưới sự điều khiển của xung dao động để tạo ra dòng điện sơ cấp chạy
qua biến áp xung
Mạch hồi tiếp
- Lấy mẫu điện áp đầu ra rồi tạo ra điện áp sai lệch hồi tiếp về mạch dao động để tự động điều
khiển đèn công suất hoạt động sao cho điện áp
ra được ổn định khi điện áp vào hoặc dòng tiêu thụ thay đổi.
Biến áp xung
- Ghép giữa cuộn sơ cấp, hồi tiếp và thứ cấp đẻ thực hiện điều khiển điện áp đồng thời lấy ra
nhiều mức điện áp khác nhau theo ý muốn
Hình ảnh khối nguồn trên một số máy thực tế


Các bộ phận chính trên khối nguồn Monitor LCD ACER


 2 – Nguyên lý hoạt động của khối nguồn
Khối nguồn Monitor LCD thường hoạt động theo nguyên lý nguồn xung, sử dụng cặp IC dao
động kết hợp với đèn công suất Mosfet
Nguồn chi làm hai phần là sơ cấp và thứ cấp, hai phần này có điện áp chênh lệch khoảng 300V,
bên sơ cấp thường có cảnh báo “Nguy
hiểm” sờ vào sẽ bị giật, còn bên thứ cấp được nối với mass của máy.
 Như sơ đồ bộ nguồn ở dưới đây, bên sơ cấp có mầu hồng và bên thứ cấp có mầu xanh.


Khối nguồn Monitor LCD Acer (phần sơ cấp – mầu hồng, phần thứ cấp – mầu xanh)
Các mạch cơ bản trên khối nguồn Monitor LCD
Phần nguồn bên sơ cấp:

Phần nguồn bên thứ cấp

Mạch bảo vệ đầu vào:


•

Để bảo vệ mạch nguồn không bị
hỏng khi điện áp đầu vào quá cao,
người ta đấu một đi ốt bảo vệ ở
ngay đầu vào (VRT601), đi ốt này
chịu được tối đa là 300V, nếu điện
áp đầu vào vượt quá 300V thì đi ốt
này sẽ chập và nổ cầu chì, khơng
cho điện vào trong bộ nguồn.

•

Ở ngay đầu vào người ta gắn một
cầu chì, cầu chì này có tác dụng
ngắt điện áp khi dịng đi qua nó
vượt ngưỡng cho phép.

 Mạch lọc nhiễu cao tần:

•

Mạch lọc nhiễu có tác dụng triệt
tiêu tồn bộ nhiễu cao tần bám
theo đường dây điện khơng để
chúng lọt vào trong bộ nguồn

gây can nhiễu cho máy và làm
hỏng linh kiện, các can nhiễu đó
bao gồm:
- Nhiễu từ sấm sét
- Nhiễu công nghiệp
- Nhiễu từ các thiết bị phát ra
xung điện v v…

Mạch chỉnh lưu và lọc điện áp AC 220V thành DC 300V:
•

Mạch chỉnh lưu sử
dụng đi ốt mắc theo
hình cầu để chỉnh lưu
điện áp AC thành DC

•

Tụ lọc nguồn chính sẽ
lọc cho điện áp DC


bằng phẳng
IC dao động – KA3842

Các chân của IC -KA3842

Sơ đồ khối bên trong IC – KA3842
•

IC dao động KA3842 được sử dụng rộng dãi trong các bộ nguồn xung có
sử dụng Mosfet, IC này có 8 chân và các chân có chức năng như sau:
* Chân 1 (COMP)
đây là chân nhận điện áp hồi tiếp dương đưa về mạch so sánh, khi điện
áp chân 1 tăng thì biên độ dao động ra tăng => điện áp ra tăng, khi