発振停止前後の波形に共通する特徴に気づいてもう一度問題のFETのドレイン電圧波形とその時の励起ICに対するデジタルボードからの励起ON入力信号を動じに観測してみた。



最初に気づいたのは発振停止直前にのみ電源電圧を遙かに超えるスパイクが連続的に発生している点である。程度の差こそあれどのFETにも同じ傾向はある。これがそのまま抵抗分圧でゲートに乗っているためゲート電位にも比例した大きさのスパイクが乗るという理屈だった。

問題は何故発振が止まるかという点だった。これが励起ICに対する励起ONの入力信号を観測することで原因が明らかになった。

励起ONは電源ボタンをONにするとデジタルボードからTTLレベルでHightが出力され励起ICに入力され発振が開始される。フロントの電源ボタンを押すと電源は供給されたままで発振だけ停止させバックライトを消灯させるために励起ON信号はlowが入力される。

波形を見ると発振停止直前のわずかな間励起ON入力にスパイクが乗り始めminレベルでは0Vに達してしまっているのがわかる。これが発振を停止するトリガーとなっていたのである。

そうすると問題は何故発振が開始して一定時間たつとドレイン電圧に過剰なスパイクが乗るかという点。これはもともと発振トランスの逆起電力によるものと思われる。明らかに異常発振が起こってそのノイズがあちこちに伝搬してしまっていると思われる。

と思ってあちこちにコンデンサでバイパスしてみるとある箇所で発振が停止しなくなった。問題のスパイクが発生しているFETのドレインである。電解コンデンサをデカップリング用に近い場所に試しに付けてみたところ発振は止まらずバックライトが点きっぱなしになった。しかし電解コンデンサは過剰なリップル電流でたちまち熱くなっていった。

しかし直接その電解コンデンサだけをつなぐと以前と変わりなく。オシロの長いグランドを途中に介してつなぐとずっと発振しつづけてくれる。インダクタンスと電解コンデンサが直列になってうまくいっているのだろうか？

オシロの片方のチャネルのプローブのグランドともう一方のチャネルのプローブのグランドを電解コンデンサと直列に接続してFETのドレインをバイパスすると発振が止まらずにバックライトが点灯し続ける。

しかしそのうちFETが加熱して面の紙エポキシ基板が茶色に変色し始めたと思ったらもう連続では点灯しなくなってしまった。

とどめを刺したくさい。

間欠的にバックライトは点いたり消えたりしているので発振が間欠的になっている。やはり励起ICが次の段階まで劣化してしまったのだろうか。間欠的には点灯するのでその間だけ画面が見える。

波形も以前とはだいぶ変わってしまった。電源電圧が発振中はがくっと下がってしまい、それに応じて励起ICのゲート制御信号もレベルが下がってしまって発振が続かない。

これはもうインバーター回路が完全にだめくさい。

外付けインバーターにするしかないか。

オリジナルのインバーターを使わずにバックライトだけを外付けインバーターで点灯させる実験をしてみることに。

まず基板上のインバーターが動作しないようにインバーター回路の基板実装フューズを取り外す。

次に２つある冷陰極管の片方のコネクタケーブルを途中で切断しそれを秋月のインバーターの冷陰極管コネクタにケーブルをハンダ付けしてつなぐ。

秋月のインバーターに24V電源を与えて点灯してみる。

右半分がうっすら白くなった。点灯はしているくさい。

試しにビデオ信号を入れて表示の具合を見てみたら悪くない。片側だけでもとりあえず画面全体は見える。

欲を言えば12V電源の２管用のインバーターがあれば基板から電源がとれるのでちょうどよいのだが。もしくは12V電源のものを２つ使うか。

また後日考えてみよう。これが使えると解像度が大きいのでかなりうれしい。

ちょうどヤフオクで２灯式のバックライトインバーターが出ていたので購入。

ちゃんと動作した。けれども基板が剥き出しのままだったので金属フレームに接触した際にどっかショートしたらしく煙りが出た。

どうも２灯分ある回路の一灯側のFETが破裂しているようで１灯式になってしまったらしい（；´Д｀）

ううむどうしようか、また買おうかと悩んだが。コンデンサでカップリングしてある部分にもう一方の冷陰極管をコンデンサと並列につないでみたところ２灯とも点灯ししかも１灯だけの場合よりも明るくなった。

このインバーターは自励式といってスイッチング用のFET自身が発振回路も兼ねているという簡単なもの。液晶モニターに備え付けのものは他励式といってスイッチング用のFETとは別に発振駆動用のICや回路がある。他励式の良い点は発振を自在に制御できるので明るさや省電力動作時の発振停止、再開とかを安定した発振を保ちながら外部から制御できる点。

今回は自励式のもので備え付けのインバーター回路を殺して置き換えた感じだが、明るさの調整はもう効かない。省電力モードでもバックライトは点いたままで約１Wぐらいの電力を消費する。



なんとか昼間でも画面が見えるので夜間に使う分には明るすぎることもなくちょうど良いかもしれない。

これでこのスレッドは終了。

HP4951Aの電源回路の故障原因がちっぽけな0.1uFのセラミックコンデンサのリークだったというのを経験して、もしや液晶のバックライトインバーター回路の発振停止も実はもっと単純な原因だったのかもしれないと思うようになった。

もともと冷陰極管インバーター回路はPWMコントローラーとスイッチング回路から構成されていてスイッチング回路はMOSFETとトランスだけの単純な構成。PWMコントローラーの周辺にはたくさんの受動部品がついている。そのどれかがリークとかを起こせば発振に影響を与えることは十分可能性がある。

しかし基板の半田面に面実装されているのではがして調べるのも難儀ではある。

もともと温度条件とかが厳しいので温度サイクルによって部品が劣化するのは十分予想できる。

たかが小容量のコンデンサのリークごときで電源が死んでしまうというのは想像もしなかった。今度同じようなものに出会ったらそのあたりも要チェックである。