LED显示屏整屏与单元板维修方法
LED显示屏整屏与单元板维修方法
张宏龙
一、LED显示产品发展历程：
LED诞生于1923年，罗塞夫(lossen．o．w)在研究半导体sic时发现掺有杂质的p-n结，通电后会有光发射出来，由此研制出了发光二极管(led：light emitting diode)，但之后LED的应用一直不受重视。随着电子工业的快速发展，在60年代，显示技术得到迅速发展，人们研究出pdp激光显示等离子显示板、LED 液晶显示器、发光二极管led、等多种显示技术。由于半导体的制作和加工工艺逐步成熟和完善，发光二极管已日趋在固体显示器中占主导地位。LED之所以受到广泛重视并得到迅速发展，是因为它本身有很多优点。例如：亮度高、工作电压低、功耗小、易于集成、驱动简单、寿命长、耐冲击且性能稳定，其发展前景极为广阔。目前正朝着更高亮度、更高耐气候性和发光密度、发光均匀性、全色化发展。随着发展，人们需要—种大屏幕的显示设备，于是有了投影仪，但是其亮度无法在自然光下使用，于是出现了LED显示器(屏)，它具有视角大、亮度高、色彩艳丽的特点。
二、LED大屏幕的发展呈现如下几个发展阶段：
1、第一代：单色LED显示屏
2、以单红色为基色，显示文字及简单图案为主，主要用于通知、通告及客流引导系统。
3、第二代：双基色多灰度显示屏
4、以红色及黄绿色为基色，因没有蓝色，只能称其为伪彩色，可以显示多灰度图像及视频，目前在国内广泛应用于电信，银行，税务，医院，政府机构等场合，主要显示标语，公益广告及形象宣传信息。
5、第三代：全彩色(full color)多灰度显示屏
6、以红色，蓝色及黄绿色为基色，可以显示较为真实的图像，目前正在逐渐替代上一代产品。
7、第四代：真彩色(true color)多灰度显示屏
8、以红色，蓝色及纯绿色为基色，可以真实再现自然界的一切色彩(在色坐标上甚至超过了自然色彩范围)。可以显示各种视频图像及彩色广告，其艳丽的色彩，鲜亮的高亮度，细腻的对比度，在宣传广告领域应用具有极好的视觉震撼力。真彩色5mm户内大屏幕属于上述第四代产品。它具有高亮度，不受环境亮度影响，厚度薄，占用场地小，色彩鲜艳丰富，视角宽，可以在宽敞的厅堂环境应用，没有拼接图像损失。
三、LED显示屏的基本构成
1、异步屏：
一般由显示单元板（模组）、条屏卡、开关电源、HUB板（可选）组成
通过串口线与计算机连接，进行显示文字的更改，之后可以脱开计算机工作。
2、同步屏：
同步屏系统比较复杂，系统可大可小，一般由计算机、DVI显卡、数据发送卡、同步数据接收卡、HUB板、网线、LED显示屏等组成。系统始终需要联机计算机工作，将计算机上的图像文字显示在LED大屏幕上。
四、LED显示屏涉及的名词概念：
1、像素：是LED显示屏的最小成像单元。俗称“点”或“像素点”。
上图所示由2红2绿组成1个显示像素点
2、显示模块：由若干个显示像素组成的，结构上独立的组成LED显示屏的最小单元。
· 室内屏用的是8x8的显示模块，即每个显示模块有64个像素
· 室外屏使用的是单个的灯珠，通常由1-3个相同或不同颜色的灯珠组成模块的一个像素点。
如上面右图的室外屏模组就是由2个红色灯珠组成1个显示像素点
3、显示模组：由电路及安装结构确定的并具有显示功能的组成LED显示屏的独立单元。简单说就是为便于组装和显示，出厂的半成品通常是以显示模组形式提供的，将多个显示模块加显示驱动做在一起。室内屏俗称“单元板”；室外屏俗称“模组”，再将若干个模组加上机箱、风扇、电源等构在一起成为“箱体”，多用于大型的全彩屏。
· 室内屏单元板通常有64x32（64列32行、由32个模块组成）、64x16
（64列16行、由16个模块组成）等。下图是一个64x16的单元板：
室内屏单元板正面室内屏单元板背面· 室外屏模组通常有64x32、32x32、32x16、16x16、16x8多种
上图为16x8(2红)的室外屏模组。加了防水结构用于全户外，我们可以看到塑料壳体，最右侧是它的整个结构刨图：显示板上插的是灯珠、背板上是显示驱动电路，这是分体结构的，也有的是将显示板和显示驱动电路做在一块电路板上的整体结构的，下面的两个图我们可以看到区别。面板、后壳其实是一个塑料罩壳，面板上对应灯珠位置开有孔，以使灯珠漏出头，后壳上有用于安装的螺丝孔或磁柱，使模块便于组装。模块的前面灌有显示屏专用的防水胶。
室外屏模块正面
室外屏模组背面室外屏模组背面
（显示板和驱动板为分离结构）（显示板和驱动板为整体结构）五、LED显示屏单元板IC介绍
74HC245的作用：信号功率放大。
第1脚DIR，为输入输出端口转换用，DIR=“1”高电平时信号由“A”端输入“B”端输出，DIR=“0”低电平时信号由“B”端输入“A”端输出。
第2~9脚“A”信号输入输出端，A1=B1、、、、、、A8=B8，A1与B1是一组，如果DIR=“1”G=“0”则A1输入B1输出，其它类同。如果DIR=“0”G=“0”则B1输入A1输出，其它类同。
第11~18脚“B”信号输入输出端，功能与“A”端一样，不在描述。
第19脚G，使能端，若该脚为“1”A/B端的信号将不导通，只有为“0”时A/B 端才被启用，该脚也就是起到开关的作用.
第10脚GND，电源地。
第20脚VCC，电源正极。
74HC04的作用：6位反相器。
第7脚GND，电源地。
第14脚VCC，电源正极。
信号由A端输入Y端反相输出，A1与Y1为一组，其它类推。例：A1=“1”则
Y1=“0”、A1=“0”则Y1=“1”，其它组功能一样。
74HC138的作用：八位二进制译十进制译码器。
第8脚GND，电源地。
第15脚VCC，电源正极
第1~3脚A、B、C，二进制输入脚。
第4~6脚片选信号控制，只有在4、5脚为“0”6脚为“1”时，才会被选通，输出受A、B、C信号控制。其它任何组合方式将不被选通，且Y0~Y7输出全为“1”。
通过控制选通脚来级联，使之扩展到十六位。
74HC595的作用：LED驱动芯片，8位移位锁存器。
第8脚GND，电源地。
第16脚VCC，电源正极
第14脚DATA，串行数据输入口，显示数据由此进入，必须有时钟信号的配合才能移入。
第13脚EN，使能口，当该引脚上为“1”时QA~QH口全部为“1”，为“0”时QA~QH 的输出由输入的数据控制。
第12脚STB，锁存口，当输入的数据在传入寄存器后，只有供给一个锁存信号才能将移入的数据送QA~QH口输出。
第11脚CLK，时钟口，每一个时钟信号将移入一位数据到寄存器。
第10脚SCLR，复位口，只要有复位信号，寄存器内移入的数据将清空，显示屏不用该脚，一般接VCC。
第9脚DOUT，串行数据输出端，将数据传到下一个。
第15、1~7脚，并行输出口也就是驱动输出口，驱动LED。
4953的作用：行驱动管，功率管。
其内部是两个CMOS管，1、3脚VCC，2、4脚控制脚，2脚控制7、8脚的输出，4脚控制5、6脚的输出，只有当2、4脚为“0”时，7、8、5、6才会输出，否则输出为高阻状态.
TB62726的作用：LED驱动芯片，16位移位锁存器。
第1脚GND，电源地。
第24脚VCC，电源正极
第2脚DATA，串行数据输入
第3脚CLK，时钟输入
第4脚STB，锁存输入
第23脚输出电流调整端，接电阻调整
第22脚DOUT，串行数据输出
第21脚EN，使能输入
六、LED显示屏常见故障及检修方法
整板不亮，暗亮
1、检查供电电源与信号线是否连接。
2、检查测试卡是否以识别接口，测试卡红灯闪动则没有识别，检查灯板是否与测试卡同电源地，或灯板接口有信号与地短路导致无法识别接口。（智能测试卡）
3、检测74HC245有无虚焊短路，245上对应的使能（EN）信号输入输出脚是否虚焊或短路到其它线路。
4、用万用表测量单元板有无正常电压，再测量电源模块电压输出是否正常，如否，则判断为电源模块坏。
5、测量电源模块电压低，调节微调（电源模块靠近指示灯处的微调）使电压达到标准。
注：主要检查电源与使能（EN）信号。
在点斜扫描时，规律性的隔行不亮显示画面重叠
1、检查A、B、C、D信号输入口到245之间是否有断线或虚焊、短路。
2、检测245对应的A、B、C、D输出端与138之间是否断路或虚焊、短路。
3、检测A、B、C、D各信号之间是否短路或某信号与地短路。
注：主要检测ABCD行信号。
全亮时有一行或几行不亮
1、检测138到4953之间的线路是否断路或虚焊、短路。
2、目测单元板上的行管引出脚是否虚焊；如果是，将引脚焊好。
3、用万用表测量行管输出端电压是否正常（万用表测量方法：黑表笔接GND、红表笔去测量各个管脚的电压）；如是，则判断行输出端与所对应的模块管脚断路；如否，测量行管的输入端是否正常；如是，则行管坏、用同型号行管换之；如否，测量所对应HC138的输出端是否正常；如是，则判断HC138的输出端与行管的输入端断路；若否，则判断HC138H坏。
4、如果以上测量均属正常，则行管本身存在质量问题，用同型号行管换之。
在行扫描时，两行或几行（一般是2的倍数,有规律性的）同时点亮
1、检测A、B、C、D各信号之间是否短路。
2、检测4953输出端是否与其它输出端短路。
全亮时有单点或多点（无规律的）不亮
1、找到该模块对应的控制脚测量是否与本行短路。
2、更换模块或单灯。
全亮时有一列或几列不亮
1、在模块上找到控制该列的引脚，测是否与驱动IC（74HC595/TB62726）输出端连接。
2、目测单元板上故障所对应的模块管脚及集成电路是否虚焊、短路、断路；如是，将引脚焊好。
3、用万用表测量HC595的输出端【HC595的输出引脚：1、2、3、
4、
5、
6、
7、15共八列控制端；测量时应区分红、绿集成电路、顺序排列为：红、绿（R、G）】电压是否正常；如是，则判断HC595输出端与模块输入端断路；如否，则判断HC595坏、用同型号的HC595集成电路换之（替换集成电路HC595时，注意电路引线别断开）。
有单点或单列高亮，或整行高亮，并且不受控
1、检查该列是否与电源地短路。
2、检测该行是否与电源正极短路。
3、更换其驱动IC。
显示混乱，但输出到下一块板的信号正常
1、检测245对应的STB锁存输出端与驱动IC的锁存端是否连接或信号被短路到其它线路。
显示混乱，输出不正常
1、单元板上的连接线、26P排线及其它一些电路是否正常
2、分别检测时钟信号、595OE端、锁存时钟、138EN端的信号（26P共分为13组，其中4组为时钟、6组为595OE端、7组为锁存时钟、12组为138EN端）输入是否正常，如是，则前面单元板输出端有问题，若否，则再查信号送至HC244后有无驱动，若否，则判断为HC244坏，用同型号的HC244换上。
3、检测HC595的11脚、12脚、13脚的输入端及HC138的4脚、5脚输入端有无短路、断路、虚焊，它们各自的电压是否正常，如否，则判断为所对应的HC595、HC138坏，用同型号的集成电路换上。
3、检测时钟信号是否短路到其它线路。
4、检测单元板的输出端有无短路现象。
注：主要检测时钟与锁存信号。
显示缺色
1、检测245的该颜色的数据端是否有输入输出。
2、检测该颜色的数据信号是否短路到其它线路。
3、检测该颜色的驱动IC之间的级连数据口是否有断路或短路、虚焊。
注：可使用电压检测法较容易找到问题，检测数据口的电压与正常的是否不同，确定故障区域。
输出有问题
1、检测输出接口到信号输出IC的线路是否连接或短路。
2、检测输出口的时钟锁存信号是否正常。
3、检测最后一个驱动IC之间的级连输出数据口是否与输出接口的数据口连接或是否短路。
4、输出的信号是否有相互短路的或有短路到地的。
5、检查输出的排线是否良好。
单元板出现八点或16点行、列或单点不亮、长亮、暗亮。
1、目测故障所对应的模块引脚及引线有无短路、虚焊、断路。
2、每小区（单元板共分上下两小区）的上下、左右模块之间共用连接线是否正常（将万用表置与响铃端，测量模块行输入端及各个控制输入端的引线连接），若是则判断为模块坏，如否，可直接用细电线代替接通即可消除。
3、可用万用表直接测量单个模块是否正常，如是，则判断为电路板与模块间的内部短路，如否则判断为模块坏，用同型号模块替换。
单元板出现几行或整小区（单元板共分上下两小区）不亮、长亮、暗亮。
1、目测所对应的行管、穿心电感、集成电路是否虚焊、短路、断路，如是，将短路处断开及虚焊、断路处重新焊好。
2、用万用表测量各个行管输出端电压是否正常（万用表测量方法：黑表笔接GND、红表笔去测量各个管脚的电压）；如是，则判断行输出端与所对应的模块管脚断路；如否，测量行管的输入端是否正常；如是，则行管坏、用同型号行管换之；如否，测量所对应HC138的输出端是否正常；如是，则判断HC138的输出端与行管的输入端断路；如否，则判断HC138坏。
3、用好的16P排线替换试一下，测量HC138地址输入端1、2、3引脚电压、选通端
4、5（低电平有效）、6（高电平有效）及集成电路供电是否正常，如是，则判断为HC138坏，再则以（2）续查。（4）两小区之间的5V连接线是否断开，如是，可直接用同等电源线连通（一般现象为整小区不亮、暗亮）。
4、测量单元板输入端的行信号（金手指26P可视为13组，其中8、9、10、11分别为L0、L1、L2、L3四组行信号）有无内部短路、断路及输入HC244后驱动是否正常，如是，则测量经HC244驱动输入HC138的信号是否正常，再以（2）续查，如否，则判断为HC244坏，用同型号的集成电路替换
单元板出现小区（单元板共分上下两小区）无红色或无绿色。
1、目测故障所对应的集成电路、26P排线有无虚焊、断路及5V电源供电是否正常（可直接用好的26P排线替换）。
2、单元板之间的26P连接线（26P排线的1、2脚为红信号，
3、4脚为绿信号）以及前面的单元板输出（判断方法：拿一根长的26P论排线交叉互换连接出现正常，则判断为后面有问题；反之，则前面有问题）是否正常，如是，再测量输入到HC244红信号，驱动后送至HC595的14脚是否正常（如是，并且HC595其它引
脚都正常，则判断HC595坏，用同型号的集成电路换上）如否，则检查26P排线有问题及输入不正常。
故障现象：单元板出现小区（单元板分上下两小区）中间的上下两个模块都缺红、缺绿或着从不正常处开始至最后都缺红、缺绿。
1、目测单元板上故障所对应的集成电路如HC595是否虚焊、短路、断路；如是，将引脚焊好。
2、检测5V供电是否正常。
3、用万用表测量故障所对应HC595的输入端14脚【 HC595的测量时应区分红渌集成电路、顺序排列为：红、绿（R、G）HC595的9脚为信号输出端，14脚为信号输入端】电压是否正常；如是，则判断HC595坏（在其它供电正常的情况下），用同型号的集成电路替换；如否，则检查前面对应HC595的9脚输出端电压、及电路连接线有无断开，如否，则判断为HC595坏，用同型号的HC595集成电路换上（替换集成电路HC595时，注意电路引线别断开）。
附：本人通过实物绘制的应用最广泛的PH10单元板Protel原理图