Технология задней подсветки. Что такое ЛЕД-телевизор: разбираемся

В последнее время кинескопные телевизоры практически канули в лету – их уже не встретишь в магазинах электроники, разве что в некоторых домах. А вот тонкие, узкие телевизоры совсем не считаются роскошью и используются повсюду, причем ежегодно выпускаются новые модели с усовершенствованными технологиями. Поэтому потенциальным покупателям нередко трудно решиться на окончательный выбор «голубого экрана» среди изобилия предложенных товаров. Мы же расскажем о том, что такое и его преимуществах.

Что такое технология LED?

Вообще LED – это аббревиатура на английском языке, которая расшифровывается как «light-emitting diode». Фраза переводится на русский язык просто – светодиод. И если говорить о том, что значит LED телевизор, то на самом деле его можно назвать продвинутым ЖК телевизором.

Известно, что ЖК - это технология, основанная на использовании жидкокристаллической матрицы. Последняя состоит из двух пластин, между которыми размещаются жидкие кристаллы. При воздействии электрического тока они начинают двигаться. А вот благодаря лампам подсветки на матричной поверхности появляются темные и светлые пятна. И цветные фильтры, располагающиеся позади матрицы, делают цветным изображение на экране.

Касательно того, что такое LED подсветка, то тут в качестве источника света используется большое количество светодиодов (в отличие от подсветки ЖК, где применяются флуоресцентные лампы с холодным катодом).

Таким образом, принцип работы LED телевизора основан на подсветке жидких кристаллов матрицы светодиодами.

Преимущества и недостатки LED телевизоров

Телевизоры с технологией LED обладают рядом преимуществ. Наверно, главным плюсом можно назвать сниженное использование электроэнергии: как считают специалисты, до 40% мониторами, в которых подсветка осуществляется флуоресцентными лампами.

Кроме того, LED монитор легко впишется в любой интерьер – светодиоды позволяют создавать мониторы толщиной до 3-3,5 см, ведь на самом деле светодиоды совсем крошечные. Причем, это не предел. Кстати, существует различие в расположении светодиодов в LED телевизорах, от чего и зависит толщина матрицы. В случае, когда они равномерно размещаются позади панели телевизора, говорят от Direct LED. Благодаря этому подсветка экрана осуществляется равномерно. Наверняка вы слышали и о чрезвычайно тонких телевизорах Edge LED. Что касается того, что такое Edge LED подсветка, то так называют расположение светодиодов по периметру экрана с одновременным использованием рассеивающей панели. За счет этого значительно утончается ширина панели – меньше 3 см! Кстати, в магазинах электроники нередко в обозначениях модели встречается Slim LED - что это такое? Это маркетинговое обозначение телевизоров с минимальной толщиной корпуса – 22,3 мм. Обычно у таких моделей зрительно отсутствует такая привычная рамка вкруг экрана, хотя в действительности она находится под экранным стеклом.

Значительным преимуществом LED телевизоров можно назвать и улучшение качества изображения. Благодаря осуществлению полного контроля над осветлением и затемнением локальных участков экрана черный цвет действительно получается глубоким. Качественней становится общая цветопередача, выше яркость изображения. Кстати, смотреть любимый сериал можно со всех уголков комнаты, не боясь затемнения изображения.

Основным недостатком LED телевизоров считается его дороговизна в соотношении телевизоров с другими типами подсветки. Однако считается, что по мере усовершенствования технологий, производство телевизоров с светодиодной подсветкой примет массовый характер, а потому цена будет постепенно снижаться.

Все чаще и чаще на прилавках можно встретить мониторы с LED-подсветкой. Продавцы консультанты радостно сообщат о неоспоримых преимуществах LED-мониторов перед обычными ЖК-мониторами. Однако давайте попробуем отделить зерна от плевел и выяснить - настолько ли революционна «новая технология».

Отличие LED-мониторов от мониторов с LED-подсветкой

Во-первых, LED-мониторы и мониторы с LED-подсветкой - абсолютно разные устройства. Благодаря попыткам некоторых производителей выделить свою продукцию в отдельный класс возникла путаница на уровне фундаментальных понятий. Поэтому давайте сразу расставим все точки над «і».

LED-мониторы или светодиодные панели не имеют никакого отношения к компьютерной технике (к телевизорам, кстати, тоже). Эти устройства вы можете, к примеру, увидеть на улицах больших городов, на стадионах, в торговых центрах - информационные и рекламные дисплеи. Они называются LED-мониторами именно потому, что их пиксель действительно формируется с помощью светодиода (одного или нескольких). Для этих устройств характерно сравнительно небольшое разрешение и высокая яркость изображения.

Рассматриваемые нами компьютерные мониторы с LED-подсветкой имеют все ту же ЖК-матрицу, в ячейках которой жидкие кристаллы меняют степень пропускания света, поворачивая плоскость поляризации под управлением сигнального напряжения. Однако поменялся источник света. В обычных ЖК-мониторах используется Cold Cathode Fluorescent Lamp (CCFL) - люминесцентные лампы с холодным катодом. По своей сути они являются привычными нам лампами дневного сета, разве что миниатюрными. Для их поджигания и дальнейшего устойчивого свечения необходим инвертор - источник высокого напряжения. Однако современные сверхъяркие светодиоды позволяют обходиться без источника высокого напряжение, сохраняя прежнюю яркость. Поэтому, как только их применение стало экономически выгодным, они тут же заменили CCFL подсветку.

Также не стоит путать мониторы с LED-подсветкой и OLED-экраны. OLED-экраны построены на органических светодиодах (Organic Light-Emitting Diode). Эта технология хоть и считается весьма перспективной и уже применяется при производстве экранов для телефонов, цифровых камер, т.п., но массовому распространению дисплеев больших диагоналей мешает довольно высокая стоимость производства.

Типы LED-подсветки

LED-подсветка может быть реализована двумя радикально отличающимися друг от друга подходами, основанными на цвете используемых светодиодов.

Первый наиболее дешев и прост в понимании. CCF-лампы попросту заменяются на аналогичные по форме и размеру линейки белых светодиодов (WLED). В этом случае, ни о каком улучшении цветопередачи по сравнению с мониторами на CCFL говорить не приходится. Цветопередача будет в большей степени зависеть от типа ЖК- матрицы - для TN она заведомо хуже, чем для *VA- и IPS.

RGB LED

Второй вариант LED-подсветки хоть и является более сложным, но является более качественным и перспективным, т.к. позволяет получить широчайший цветовой диапазон. В нем применяются цветные светодиоды, комбинация свечения которых позволяет получить белый цвет. Как правило, используются RGB-триады.

Также мониторы с LED-подсветкой различаются по размещению блока подсветки.

Торцевая подсветка

Как понятно из названия, источники света располагаются в торцах панели. Их излучение направленно на световод, который представляет собой толстый лист прозрачного полимера, перфорированного особым образом.

Тыльная подсветка

В этом случае светодиоды располагаются не линейками по торцам панели, а по всей ее площади в определенном порядке позади ЖК-матрицы. В этом случае возможно управление яркости подсветки определенной зоны.

Как правило, при тыльной подсветке используется RGB светодиоды, а при торцевой - линейки белых светодиодов. Тыльная RGB подсветка используется на дорогих профессиональных дисплеях, на тонких и дешевых мониторах и экранах ноутбуков используется торцевая белая подсветка, в телевизорах и больших панелях - тыльная белая подсветка.

К сожалению, производителям не выгодно выпускать качественные мониторы с тыльной RGB подсветкой, поэтому практически все продаваемые мониторы имеют торцевую подсветку на белых светодиодах.

Достоинства и недостатки мониторов с LED-подсветкой

Цветопередача

Преимущество над обычными CCFL мониторами имеет только RGB LED-подсветка. Кстати, изначально LED-подсветка и появилась на профессиональных мониторах из-за большего цветового охвата.

Однако потребительские мониторы с LED-подсветкой на белых светодиодах (WLED) имеют цветовой охват сравнимый с традиционными CCFL. В этом случае цветопередача будет зависеть от типа ЖК-матрицы.

Производство мониторов с применением цветных RGB-триад вполне сравнимо по стоимости с производством мониторов с белыми светодиодами. Почему же практически все потребительские мониторы выпускаются с белыми светодиодами? Ответ прост - производителям выгодно выделить мониторы с RGB-триадами в отдельный класс, разрекламировать их улучшенную цветопередачу и продавать эти мониторы по завышенным ценам.

Равномерность подсветки

Еще один миф касательно мониторов с LED-подсветкой. Равномерность подсветки может быть индивидуальной даже для каждого монитора из одной серии. В массовом производстве идеального не бывает - могут быть перепады яркости свечения по линейке светодиодов, разница в яркости и цветности RGB-триад, неравномерность рассеивателя, поляризатора, т.п.

Проблемы с равномерностью подсветки были в CCFL, остались и в мониторах с LED-подсветкой.

Мерцание

Наверняка многие даже не подозревают о мерцании ЖК-мониторов, ошибочно предполагая, что этот неприятный момент ушел вместе с ЭЛТ-мониторами. Однако это не так - большинство ЖК-мониторов имеют мерцание, хоть и не видимое человеческому глазу из-за большой частоты.

Можете убедиться в этом сами - стоит лишь понизить яркость монитора до 0, выставить белый фон и помахать перед экраном карандашом взяв его за кончик. Если будет виден теневой веер - значит яркость регулируется ШИМ. Чем меньше «лепестков», тем ниже частота работы лампы подсветки и тем более злостно мерцает монитор.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) использовалась для регулировки яркости свечения CCF-лампы. Диапазон изменения яркости светодиодов намного шире, чем CCF-ламп. Поэтому управлять яркостью подсветки можно было и без ШИМ. Однако производителям было экономически не выгодно морочится с избавлением от этого недостатка (который и так не виден большинству пользователей), поэтому подавляющее большинство мониторов с LED-подсветкой регулируют яркость с помощью ШИМ и мерцают как и их CCFL предки.

Экономичность и экологичность

Этот факт неоспорим - LED-подсветка экономичнее и экологичнее CCFL. Если взглянуть на количество люменов на 1 Вт для различных искусственных источников света, то мы увидим, что для светодиодов эта характеристика максимальна. Кроме того, светодиоды, в отличие от ламп CCF, не содержат ртути.

Вытеснит ли LED-подсветка CCFL подсветку

Несомненно. Изначально это технология является более прогрессивной. Однако в настоящее время производители спекулируют теоретическими преимуществами, которые могут быть не воплощены в устройствах для массового распространения. Задача получения максимальной прибыли ставит развитие технологий на второе место.

Неоспоримым преимуществом существующих в данный момент на рынке мониторов с LED-подсветкой является их экономичность и экологичность.

Мониторы с торцевой LED-подсветкой отличаются минимальной толщиной корпуса, что с чисто эстетической точки зрения смотрится привлекательно.

Определяющим параметром при выборе монитора, как и прежде, остается тип матрицы. Именно от него зависит точность и равномерность цветопередачи, углы обзора, статическая контрастность, скоростные характеристики, т.п.

В последнее время многих заботит вопрос о том, что такое ЛЕД-телевизор? Эти агрегаты отлично себя зарекомендовали и сумели обрести широчайшую популярность. Стоимость данного постепенно снижается, благодаря чему они становятся значительно доступнее. Не все понимают, что такое ЛЕД-телевизор, поэтому стоит разобраться в принципе его работы, обговорить плюсы и минусы, связанные с технологией производства.

По сути, это устройство представляет собой телевизор на жидких кристаллах, в котором экран подсвечивается посредством светодиодов. В более ранних моделях ЖК-телевизоров используются лампы на базе холодных катодов. Стоит сказать о преимуществах использования светодиодной матрицы в подсветке. Производители говорят о значительном увеличении качества изображения. Существует ряд параметров, оказывающих непосредственное влияние на то, как зрители воспринимают изображение. К ним принято относить яркость, уровень контрастности, глубину черного цвета и качество цветопередачи. В большинстве случаев телевизоры на основе ЛЕД-подсветки значительно опережают своих собратьев.

Если говорить о том, что такое ЛЕД-телевизор, то стоит сказать, что упомянутая особенность связана с конструктивными особенностями При регулировке уровня свечения диодов вполне реально добиться абсолютного контроля над осветлением или затемнением определенных участков экрана. В выключенном состоянии светодиод не создает никакого свечения, поэтому группа выключенных диодов создает абсолютно черные участки. Благодаря использованию данной технологии удается добиться глубокого отображения черного цвета, а также превосходного уровня контрастности. Общая цветопередача тоже становится значительно лучше, что позитивно сказывается на качестве изображения. Благодаря свечению светодиодов телевизоры ЖК ЛЕД обладают высокой яркостью экрана. Использование диодной матрицы позволяет сделать большинство параметров, которые отвечают за вывод качественного изображения, намного лучше. Значительное снижение потребления энергии является еще одним важным плюсом.

Говоря о том, что такое ЛЕД-телевизор, необходимо упомянуть, что при производстве не используются вредные аэрозоли и ртуть, а это оказывает благоприятное воздействие на В могут быть использованы как одноцветные, так и трехцветные диоды, что позволяет существенно увеличить количество отображаемых цветов. В основном принято использовать подсветку с белыми светодиодами, что снижает риск появления проблем с изображением.

Производятся с применением технологии "local dimming", отвечающей за локальное затемнение. Согласно ей, управление светодиодами производится группами, состоящими из нескольких отдельных элементов. Недостатком подобной технологии является возможность появления в выводимом изображении плохой однородности. Обычно это появление ярких пятен на участках с ярко включенной подсветкой и темных пятен там, где подсветка выключена полностью.

Время незаметно идет и казалось бы недавно купленная техника уже выходит из строя. Так, отработав свои 10000 часов, приказали долго жить лампы моего монитора (AOC 2216Sa). Вначале подсветка стала включаться не с первого раза (после включения монитора подсветка выключалась через несколько секунд), что решалось повторным включением/выключением монитора, со временем монитор приходилось выключать/выключать уже 3 раза, потом 5, потом 10 и в какой-то момент он не мог включить подсветку уже вне зависимости от числа попыток включения. Извлеченные на свет божий лампы оказались с почерневшими краями и законно отправились в утиль. Попытка поставить лампы на замену (были куплены новые лампы подходящего размера) успехом не увенчалась (несколько раз монитор смог включить подсветку, но быстро опять ушел в режим включился-выключился) и выяснение причин в чем может быть проблема уже в электронике монитора привели меня к мысли о том что проще будет собрать собственную подсветку монитора на светодиодах чем ремонтировать имеющуюся схему инвертора для CCFL ламп, тем более в сети уже попадались статьи показывающие принципиальную возможность такой замены.

Разбираем монитор

На тему разборки монитора уже написано немало статей, все мониторы очень похожи между собой, поэтому вкратце:
1. Откручиваем крепление поставки монитора и единственный болтик внизу, который придерживает заднюю стенку корпуса

2. В низу корпуса есть два пазика между передней и задней частью корпуса, в один из которых засовываем плоскую отвертку и начинаем снимать крышку с защелок по всему периметру монитора (просто проворачивая аккуратно отвертку вокруг своей оси и приподнимая этим крышку корпуса). Излишних усилий прилагать не надо, но тяжело снимается с защелок корпус только первый раз (за время ремонта я его открывал много раз, поэтому защелки стали сниматься со временем гораздо легче).
3. Нам открывается вид на монтаж внутренней металлической рамы в передней части корпуса:

Вынимаем из защелок плату с кнопками, вынимаем (в моем случае) разъем динамиков и отогнув две защелки внизу вынимаем внутренний металлический корпус.
4. Слева виднеются 4 провода подключения ламп подсветки. Вынимаем их слегка сдавливая, т.к. для предотвращения выпадения разъем сделан в виде маленькой прищепки. Так же вынимаем широкий шлейф идущий к матрице (вверху монитора), сдавливая его разъем по бокам (т.к. в разъеме боковые защелки, хотя при первом взгляде на разъем это и не очевидно):

5. Теперь необходимо разобрать «сендвич» содержащий саму матрицу и подсветку:

По периметру находятся защелки, которые открываются легким поддеванием той же плоской отверткой. Вначале снимается металлическая рама придерживающая матрицу, после чего можно открутить три меленьких болтика (обычная крестиковая отвертка не подойдет ввиду их миниатюрного размера, понадобится особо мелкая) удерживающих плату управления матрицей и матрицу можно снять (лучше всего положить монитор на твердую поверхность, например стол, покрытую тканью матрицей вниз, открутив плату управления положить ее на стол развернув через торец монитора и просто внять корпус с подсветкой подняв его вертикально вверх, а матрица так и останется лежать на столе. Ее можно накрыть чем-то чтобы не пылилась, а собирать точно в обратном порядке - т.е. накрыть лежащую на столе матрицу собранным корпусом с подсветкой, обернуть через торец шлейф к плате управления и прикрутив плату управления аккуратно поднять блок в собранном виде).
Получается матрица отдельно:

И блок с подсветкой отдельно:

Блок с подсветкой разбирается аналогично, только вместо металлической рамы, подсветка удерживается пластмассовой рамкой, которая одновременно позиционирует оргстекло, используемое для рассеивания света подсветки. Большинство защелок находятся по бокам и похожи на те что удерживали металлическую раму матрицы (открываются поддеванием плоской отверткой), но по бокам есть несколько защелок открывающихся «вовнутрь» (на них отверткой нужно надавить, чтобы защелки ушли во внутрь корпуса).
Вначале я запоминал положение всех снимаемых частей, но потом выяснилось, что «неправильно» их собрать не получится и даже если детали выглядят абсолютно симметричными расстояния между защелками на разных сторонах металлической рамы и фиксирующие выступы по бокам пластиковой рамы удерживающей подсветку не дадут собрать их «неправильно».
Вот собственно и все - мы разобрали монитор.

Подсветка светодиодной лентой

Вначале решено было делать подсветку из светодиодной ленты с белыми светодиодами 3528 - 120 светодиодов на метр. Первое что оказалось - ширина ленты 9 мм, а ширина ламп подсветки (и посадочного места под ленту) - 7 мм (на самом деле бывают лампы подсветки двух стандартов - 9 мм и 7 мм, но в моем случае были 7 мм). Поэтому, после осмотра ленты, было принято решение обрезать по 1 мм с каждого края ленты, т.к. это не задевало токопроводящих дорожек на лицевой части ленты (а на обратной вдоль всей ленты идут две широкие жилы питания, которые от уменьшения на 1 мм своих свойств на длине подсветки 475 мм не потеряют, т.к. ток будет небольшой). Сказано - сделано:

Точно так же аккуратно светодиодная лента обрезается по всей длине (на фотографии пример того что было до и что стало после обрезки).
Нам понадобится две полоски ленты по 475 мм (19 сегментов по 3 светодиода в полоске).
Хотелось чтобы подсветка монитора работала так же как и штатная (т.е. включалась и выключалась контроллером монитора), а вот яркость я хотел регулировать «вручную», как на старых CRT мониторах, т.к. это часто используемая функция и лазить по экранным меню каждый раз нажимая несколько клавиш мне надоело (в моем мониторе клавиши вправо-влево регулируют не режимы монитора, а громкость встроенных динамиков, так что режимы каждый раз приходилось менять через меню). Для этого был найден в сети мануал на мой монитор (кому пригодится - прилагается в конце статьи) и на странице с Power Board по схеме найдены +12V, On, Dim и GND которые нас интересуют.

On - сигнал с платы управления на включение подсветки (+5V)
Dim - ШИМ управление яркостью подсветки
+12V оказались далеко не 12, а где-то 16V без нагрузки подсветкой и где-то 13.67V с под нагрузкой
Так же было решено никаких ШИМ регулировок яркости подсветки не делать, а запитывать подсветку постоянным током (заодно решается вопрос с тем, что у некоторых мониторов ШИМ подсветки работает на не очень высокой частоте и у некоторых от этого чуть больше устают глаза). В моем мониторе частота «родного» ШИМ была 240 Гц.
Дальше на плате были найдены контакты на которые подается сигнал On (помечен красным) и +12V на блок инвертора (перемычка которую необходимо выпаять чтобы обесточить блок инвертора помечена зеленым). (фотографию можно увеличить чтобы увидеть пометки):

В качестве основы схемы управления был взять линейный регулятор LM2941 в основном за то, что при токе до 1А он имел отдельный вывод управления On/Off, который предполагалось использовать для управления включением/выключением подсветки сигналом On с платы управления монитора. Правда в LM2941 этот сигнал инвертированный (т.е. на выходе есть напряжение когда на входе On/Off - нулевой потенциал), так что пришлось собрать инвертор на одном транзисторе для согласования прямого сигнала On с платы управления и инвертированного входа LM2941. Никаких других излишеств схема не содержит:

Расчет выходного напряжения для LM2941 производится по формуле:

Vout = Vref * (R1+R2)/R1

Где Vref = 1.275V, R1 в формуле соответствует R1 на схеме, а R2 в формуле соответствует паре резисторов RV1+RV2 на схеме (введено два резистора для более плавной регулировки яркости и сокращения диапазона регулируемых переменным резистором RV1 напряжений).
В качестве R1 я взял 1кОм, а подбор R2 осуществляется по формуле:

R2=R1*(Vout/Vref-1)

Максимальное необходимое нам напряжение для ленты - 13В (я взял четь больше чем номинальные 12В чтобы не терять в яркости, а лента такой легкое перенапряжение переживет). Т.е. максимальное значение R2 = 1000*(13/1.275-1) = 9.91кОм. Минимальное напряжение при котором лента еще хоть как-то светится - около 7 вольт, т.е. минимальное значение R2 = 1000*(7/1.275-1) = 4.49кОм. R2 у нас состоит из переменного резистора RV1 и многооборотного подстроечного резистора RV2. Сопротивление RV1 получаем 9.91кОм - 4.49кОм = 5.42кОм (выбираем ближайшее значение RV1 - 5.1кОм), а RV2 выставляем примерно в 9.91-5.1 = 4.81кОм (на самом деле лучше всего вначале собрать схему, выставить максимальное сопротивление RV1 и измеряя напряжение на выходе LM2941 выставить сопротивление RV2 таким чтобы на выходе было нужное максимальное напряжение (в нашем случае около 13В).

Монтаж светодиодной ленты

Поскольку после обрезания ленты на 1 мм по торцам ленты оголились жилы питания, на корпус в месте где будет клеиться лента я наклеил изоленту (к сожалению не синюю а черную). Поверх клеится лента (хорошо прогревать поверхность феном, т.к. к теплой поверхности скотч клеится гораздо лучше):

Дальше монтируются задняя пленка, оргстекло и светофильтры которые лежали поверх оргстекла. По краям я подпер ленту кусочками стирательной резинки (чтобы края на скотче не отходили):

После чего блок подсветки собирается в обратном порядке, устанавливается на место матрица, провода подсветки выводятся наружу.
Схема собиралась на макетке (ввиду простоты решил плату не разводить), крепилась на болтиках через отверстия в задней стенке металлического корпуса монитора:

Питание и сигнал управления On заводились с платы блока питания:

Расчетная мощность, выделяемая на LM2941 рассчитывается по формуле:

Pd = (Vin-Vout)*Iout +Vin*Ignd

Для моего случая составляет Pd = (13.6-13)*0.7 +13.6*0.006 = 0.5 Ватт поэтому было решено обойтись самым маленьким радиатором для LM2941 (посажен через диэлектрическую прокладку т.к. от земли он в LM2941 не изолирован).
Окончательная сборка показала вполне себе работоспособность конструкции:

Из достоинств:

Используется стандартная светодиодная лента
Простая плата управления

Из недостатков:

Недостаточная яркость подсветки при ярком дневном свете (монитор стоит напротив окна)
Светодиоды в ленте расположены недостаточно часто, поэтому видны небольшие световые конусы от каждого отдельного светодиода возле верхней и нижней кромок монитора
Баланс белого немного нарушен и уходит слегка в зеленоватые оттенки (скорее всего решается регулировками баланса белого либо самого монитора либо видеокарты)

Вполне хороший, простой и бюджетный вариант ремонта подсветки. Вполне комфортно смотреть фильмы или использовать монитор в качестве кухонного телевизора, но для каждодневной работы наверное не подойдет.

Регулировка яркости с помощью ШИМ

Для тех хаброжителей, которые в отличие от меня не вспоминают с ностальгией аналоговые ручки управления яркостью и контрастностью на старых ЭЛТ мониторах можно сделать управление от штатного ШИМ генерируемого платой управления монитором без выведения каких-либо дополнительных органов управления наружу (без сверления корпуса монитора). Для этого достаточно собрать на двух транзисторах схему И-НЕ на входе On/Off регулятора и убрать регулировку яркости на выходе (выставить выходное напряжение постоянным в 12-13В). Модифицированная схема:

Сопротивление подстроечного резистора RV2 для напряжения 13В должно быть в районе 9.9кОм (но лучше выставить точно при включенном регуляторе)

Более плотная LED подсветка

Для решения проблемы недостаточной яркости (а заодно и равномерности) подсветки было решено поставить больше светодиодов и чаще. Поскольку оказалось что покупать светодиоды поштучно дороже чем купить 1.5 метра ленты и выпаять их оттуда был выбран более экономный вариант (выпаивать светодиоды из ленты).
Сами светодиоды 3528 разместились на 4-х полосках 6 мм шириной и 238 мм длиной по 3 светодиода последовательно в 15 параллельных сборках на каждой из 4-х полосок (разводка плат для светодиодов прилагается). После припайки светодиодов и проводов получается следующее:

Полоски закладывается по две вверху и внизу проводами к краю монитора в стык в центре:

Номинальное напряжение на светодиодах 3.5В (диапазон от 3.2 до 3.8 В), так что сборка из 3-х последовательных светодиодов должна питаться напряжением порядка 10.5В. Так что параметры регулятора нужно пересчитать:

Максимальное необходимое нам напряжение для ленты - 10.5В. Т.е. максимальное значение R2 = 1000*(10.5/1.275-1) = 7.23кОм. Минимальное напряжение при котором сборка из светодиодов еще хоть как-то светится - около 4.5 вольт, т.е. минимальное значение R2 = 1000*(4.5/1.275-1) = 2.53кОм. R2 у нас состоит из переменного резистора RV1 и многооборотного подстроечного резистора RV2. Сопротивление RV1 получаем 7.23кОм - 2.53кОм = 4.7кОм, а RV2 выставляем примерно в 7.23-4.7 = 2.53 кОм и регулируем в собранной схеме для получения 10.5В на выходе LM2941 при максимальном сопротивлении RV1.
В полтора раза больше светодиодов потребляют 1.2А тока (номинально), поэтому рассеиваемая мощность на LM2941 будет равна Pd = (13.6-10.5)*1.2 +13.6*0.006 = 3.8 Ватт, что уже требует более солидного радиатора для отвода тепла:

Собираем, подключаем, получаем гораздо лучше:

Достоинства:

Достаточно большая яркость (возможно сравнимая, а возможно даже превосходящая яркость старой CCTL подсвтеки)
Отсутствие световых конусов по краям монитора от индивидуальных светодиодов (светодиоды расположены достаточно часто и подсветка равномерная)
Все еще простая и дешевая плата управления

Недостатки:

Никак не решился вопрос с балансом белого, уходящим в зеленоватые тона
LM2941 хоть и с большим радиатором, но греется и греет все внутри корпуса

Плата управления на основе Step-down регулятора

Для устранения проблемы нагрева решено было собрать регулятор яркости на базе Step-down регулятора напряжения (в моем случае был выбран LM2576 с током до 3А). Он так же имеет инвертированный вход управления On/Off, поэтому для согласования присутствует такой же инвертор на одном транзисторе:

Катушка L1 влияет на КПД преобразователя и должна быть 100-220 мкГ для тока в нагрузке около 1.2-3А. Напряжение на выходе рассчитывается по формуле:

Vout=Vref*(1+R2/R1)

Где Vref = 1.23V. При заданном R1 можно получить R2 по формуле:

R2=R1*(Vout/Vref-1)

В расчетах R1 эквивалентно R4 в схеме, а R2 эквивалентно RV1+RV2 в схеме. В нашем случае для регулировки напряжения в диапазоне от 7.25В до 10.5В возьмем R4=1.8кОм, переменный резистор RV1=4.7кОм а подстроечный резистор RV2 на 10кОм с начальным приближением в 8.8кОм (после сборки схемы лучше всего выставить его точное значение измеряя напряжение на выходе LM2576 при максимальном сопротивлении RV1).
Для этого регулятора решил сделать плату (размеры значения не имели, т.к. в мониторе достаточно место для монтажа даже габаритной платы):

Плата управления в сборе:

После монтажа в мониторе:

Все в сборе:

После сборки вроде все работает:

Итоговый вариант:

Достоинства:

Достаточная яркость
Step-down регулятор не греется и не греет монитор
Нет ШИМ а значит ничего не моргает ни с какой частотой
Аналоговая (ручная) регулировка яркости
Нет ограничений на минимальную яркость (для тех кто любит работать по ночам)

Недостатки:

Немного смещен баланс белого в сторону зеленых тонов (но не сильно)
При малой яркости (очень малой) видна неравномерность в свечении светодиодов разных сборок из-за разброса параметров

Варианты улучшения:

Баланс белого регулируется как в настройках монитора, так и в настройках почти любой видеокарты
Можно попробовать поставить другие светодиоды, которые не будут заметно сбивать баланс белого
Для исключения неравномерного свечения светодиодов при малой яркости можно использовать: а) ШИМ (регулировать яркость с помощью ШИМ всегда подавая номинальное напряжение) или б) соединить все светодиоды последовательно и питать их регулируемым источником тока (если соединить последовательно все 180 светодиодов, то понадобится 630В и 20мА), тогда через все светодиоды должен проходить один и тот же ток, а на каждом будет падать свое напряжение, яркость регулируется изменением тока а не напряжения.
Если хочется сделать схему на основе ШИМ для LM2576 можно использовать схему И-НЕ на входе On/Off этого Step-down регулятора (по аналогии с приведенной схемой для LM2941), но лучше поставить диммер в разрыв минусового провода светодиодов через logic-level mosfet

LED телевизор - телевизор с жидкокристаллическим экраном, в котором для его подсветки используются светодиоды. Например, в других ЖК-телевизорах, которые появились раньше, для подсветки экрана использовался холодный катод. Считается, что именно LED телевизоры обладают лучшим качеством изображения, в отличии от предыдущих моделей телевизоров, а именно: качеством цветопередачи, контрастности, глубиной цвета, яркостью и другими параметрами.

На качество изображения влияет новая технология, которая называется local dimming. Эта технология отвечает за локальное затемнение экрана, благодаря чему качество картинки увеличивается в несколько раз. К сожалению, такая технология обладает некоторыми недостатками, например: плохой однородностью цвета на изображении, на контрастных переходах могут появляться цветные ореолы, а так же на темных участках изображения могут пропадать некоторые его детали.

Разновидности LED телевизоров

Стоит отметить, что LED телевизоры разделяются между собой на два подвида по способу расположения светодиодов, это: Direct и Edge. Direct подразумевает расположение светодиодов равномерно, сзади экрана, а при использовании технологии Edge, в свою очередь, светодиоды будут располагаться по всему периметру экрана, совместно с рассеивающей панелью.

Каждая из этих технологий обладает собственными достоинствами и недостатками. Например, Direct, позволяет получить более равномерную подсветку, но при этому будет увеличена толщина самого экрана, а значит и телевизора, а кроме того, будет увеличено энергопотребление. Это обусловлено тем, что при использовании данного метода увеличивается количество светодиодов. Тонкие или сверхтонкие телевизоры создаются с применением Edge-технологии, которая является полной противоположностью.

Как было сказано выше, стоимость LED телевизоров сегодня уменьшается. Это связано с появлением телевизоров, обладающих усовершенствованной технологией IPS. Такие телевизоры имеют лучшую цветопередачу, чем LED телевизоры, высокий уровень яркости и контрастности, высокую четкость изображения и множество других достоинств.

В итоге, выбирая телевизор по типу подсветки, человек может ошибиться, так как далеко не всегда она оказывает решающее влияние на качество изображения. Большую роль в этом играет тип графического процессора, а так же технология обработки изображения.