Layar plasma (PDP) merupakan beban yang berjenis kapasitif, sehingga membutuhkan arus yang sangat besar guna mengisi dan mengosongi muatan kapasitif layar. Tidak heran bila kemampuan arus pada IGBT-IGBT yang digunakan mencapai 30A bahkan ada yang diparalel agar arus mencukupi guna menyalakan layar plasma.
Semakin lebar/luas layar, maka nilai kapasitansi juga akan semakin besar. Sehingga dibutuhkan arus yang lebih besar pula yang akhirnya daya yang digunakan akan semakin boros. Semakin besar resolusi layar juga memiliki efek yang sama karena frekuensi yang digunakan semakin tinggi.
Guna mengurangi konsumsi daya layar plasma, maka “kapasitor atau layar” diresonansikan dengan induktor pada sirkuit ER (energy recovery). Konsumsi daya yang lebih kecil memungkinkan penggunaan komponen yang lebih irit. Contoh pada LG 42PN4500 hanya menggunakan 2x RJP63K2 yang diparalel pada posisi sus_up dan 2x RJP63K2 yang diparalel pada posisi sus_down. Desain lebih irit lagi ditemukan pada Samsung 43F4000AM karena resolusi layarnya jauh lebih rendah daripada LG 42PN4500. Pada merk atau model yang lain tidak jauh berbeda.
Kata kunci pada pembahasan di sini adalah “resonansi” antara lilitan pada sirkuit ER dengan kapasitansi layar. Resonansi ini harus tepat dan tersinkronisasi agar layar tidak menarik arus yang besar sehingga lebih hemat energi. Ketika tidak terjadi resonansi atau resonansi bergeser, maka kebutuhan arus akan sangat besar “melebihi” kemampuan arus IGBT yang terpasang sehingga IGBT dengan mudah beledos karena layar menarik arus melebihi kemampuan IGBT.
Ibarat transmitter VHF yang diberi antena UHF sehingga tidak terjadi resonansi antara transmitter dengan antena yang menyebabkan penguat final akan rusak karena beban menarik arus lebih besar dari kemampuan final transmitter (arus balik jauh lebih besar dari arus majunya, dengan polaritas terbalik).
Sirkuit Energy Recovery (ER) berfungsi menurunkan konsumsi daya layar plasma dengan cara meresonansikan “kapasitansi” layar dengan “induktor” sehingga terjadi resonansi yang secara signifikan menurunkan konsumsi daya keseluruhan sekaligus menaikkan efisiensi penggunaan komponen. Karena sirkuit ER menggunakan induktor/lilitan, maka ciri utama blok sirkuit ER adalah bagian pada Y-main atau Z-main yang terdapat lilitan/induktor besar.
Guna mendeteksi resonansi yang normal yaitu dengan mengukur konsumsi arus supply VS. Atau dengan cara awam yaitu dengan “meraba” atau mengukur suhu IGBT di Y atau Z-main. Besar arus tegangan VS bisa ditemukan di servis manual merk/model yang bersangkutan. Semakin terang gambar yang ditampilkan, maka arus VS semakin besar. Suhu lilitan pada sirkuit ER juga bisa sebagai indikator resonansi, induktor yang dingin berarti resonansi masih kurang tepat (biasanya ditandai dengan “mongah-mongahnya” IGBT di semua bagian sustain).
Pergeseran resonansi antara layar dengan sirkuit ER disebabkan karena :
Umur layar menyala. Semakin tua umur layar, nilai kapasitansi akan naik karena plasma semakin keruh, cahaya semakin redup. Bila kapasitansi beban/layar meningkat maka idealnya nilai induktor di bagian ER harus diturunkan, namun cara ini kurang praktis.
Cara yang paling mudah dilakukan yaitu dengan mengubah/menurunkan nilai kapasitor penala pada sirkuit Y-main atau Z-main. Karena frekuensi Y-main jauh lebih tinggi daripada Z-main maka perubahan diutamakan bagi kapasitor tala yang berada di bagian Y-main.
Kapasitor-kapasitor tala resonansi yang terdapat pada Y-main antara lain: kapasitor yang dipasang di jalur Y-out ke GND dan kapasitor-kapasitor yang dipasang paralel dengan IGBT (kapasitor di kaki C-E IGBT). Selain sebagai kapasitor tala, kapasitor di kaki C-E IGBT juga berfungsi sebagai kapasitor penahan/pembumi tegangan ringing dari induktansi parasitik oleh sebab itu tegangan kerja kapasitor yang digunakan jauh lebih tinggi dari tegangan kerja IGBT.
Perubahan nilai kapasitor-kapasitor penala resonansi atau naiknya induktansi parasitik pada sirkuit Y-main atau Z-main. Pada modul Y-main dan Z-main dipasang beberapa baut yang fungsinya menghubungkan GND ke body layar agar induktansi parasitik menjadi minimal. Bila beberapa baut tidak terpasang atau hubungan ke body panel putus atau kurang sempurna maka akan timbul induktansi parasitik pada sirkuit yang mengakibatkan talaan resonansi akan bergeser dan juga berefek naiknya tegangan ringing yang dengan mudah merusakkan IGBT. Sehingga kerusakan IGBT tidak hanya sekedar disebabkan kelebihan arus beban, namun juga karena kelebihan tegangan dari tegangan ringing (silahkan googling “ringing voltage”).
Perubahan nilai kapasitor-kapasitor tala disebabkan karena tumpukan “kotoran dielektrika” di dalam kapasitor. Tumpukan dielektrika ini sebagai imbas dari fungsi alami kapasitor itu sendiri yaitu diisi dan dikosongkan, ingat, kapasitor sama dengan baterai yang semakin lama dielektrika atau selnya juga semakin rusak seiring umur penggunaan. Bila tumpukan dielektrika ini sangat mendekati kedua kutub kapasitor, maka tegangan kerja kapasitor akan semakin mengecil, sehingga kapasitor akan short bila diberi tegangan yang lebih tinggi.
Prioritas kapasitor tala yaitu pada kapasitor yang terpasang di jalur output Y atau Z-main yang ke GND, bila salah satu kapasitor ini ditemukan short/pecah maka sebaiknya ganti semua kapasitor yang terpasang pada jalur yang sama. Mengganti kapasitor dengan jenis kapasitor keramik atau dengan menaikkan tegangan kerja kapasitor yang dipasang akan jauh lebih aman dan awet.
Kerusakan pada sirkuit ER atau sirkuit pada sustain. Kerusakan yang sering dialami bagian ER pada bagian dioda switchnya. Umumnya terdapat dua dioda yang kedua dioda ini harus seimbang secara elektris. Bila dioda sudah tidak seimbang, maka resonansi akan terganggu, ditandai dengan tidak seimbangnya suhu IGBT antara sus_down dengan sus_up. Pada LG tipe PA atau PN, sering terjadi suhu IGBT sus_down lebih tinggi daripada suhu IGBT sus_up. Kerusakan lainnya yaitu turunnya performa IGBT pada sirkuit ER atau turunnya kemampuan gate drivernya. Gangguan pada optocoupler atau gate driver ditandai dengan naiknya suhu IGBT bagian ER dengan cepat ketika unit dinyalakan atau timbulnya suara ngerik/ngosos di induktor ER. Solusinya yaitu dengan mengganti IGBT dan memperbaiki bagian driver dengan cara simulasi manual terlebih dahulu yaitu tegangan gate minimum harus mencapai lebih dari 14V.
Pemakaian komponen IGBT atau Mosfet yang kurang cocok di bagian Y-main dan Z-main. IGBT memiliki kapasitansi internal yang terdiri dari Cge, Cec dan Cgc, juga memiliki karakter yang berbeda-beda untuk tiap tipe. Pada dasarnya IGBT pada TV plasma dipilih yang memiliki kapasitansi input dan output yang rendah karena frekuensi yang digunakan cukup tinggi. Kapasitansi input IGBT yang tinggi menyebabkan respon IGBT menjadi lambat sehingga tidak tercapai resonan. Atau bahkan IGBT tidak bisa terswitch sempurna sehingga langsung rusak karena arus switchnya menurun tajam.
Selain sebagai anti ringing, kapasitor yang terpasang di kaki C-E IGBT juga sebagai penala resonansi. Sehingga ilai kapasitor C-E pada y-main tergantung dari IGBT yang digunakan. Bila IGBT di rasa terlalu panas namun konsumsi daya keseluruhan normal, tegangan gate juga normal ketika disimulasi manual, maka nilai kapasitor C-E bisa sedikit diturunkan. Setelah diturunkan, amati suhu IGBT dan dioda pada sirkuit ER, bila suhu IGBT dan dioda ER naik dari sebelum menurunkan nilai kapasitor CE, maka kembalikan nilai kapasitor seperti sebelumnya.
Buruknya sambungan antara layar dengan sirkuit sustain (Y/Z-main). Seperti yang sering dialami oleh plasma Samsung, yaitu kerusakan pada hubungan keluaran Z-main. Sambungan Z-output yang buruk menyebabkan sirkuit ER tidak bisa berresonansi dengan panel/layar secara optimal, sehingga akan terjadi penarikan arus yang besar pada sirkuit Z atau Y-main. Artikel terkait: Menyambung Konektor/terminal/konduktor Z Output Pada Panel Plasma (Tanpa Silver Kondusif)
Contoh Penerapan dalam Perbaikan
Plasma LG 42PN4500, IGBT sus_up menggunakan TGPF30N40P, IGBT sus_down menggunakan TGPF30N40P. Dinyalakan sekitar 5 menit, IGBT sus_down dan sus_up terlalu panas, suhu induktor ER lebih dingin dari biasanya, GAMBAR BAGUS. Sehingga berkesimpulan resonansi kurang pas, cek layar pda kondisi mati sudah sedikit “menghijau” tanda bila nyala layar sudah lama. Solusi dengan menurunkan nilai yang dilingkari yang aslinya 2n2 630V menjadi 1n 1KV. Bila dipasang IGBT tipe lainnya atau kondisi layar masih bagus/muda mungkin tidak perlu mengubah nilai kapasitor.
Plasma Samsung PS43D450A2M, IGBT sus_up menggunakan TGPF30N40P, IGBT sus_down menggunakan TGD30N40P (DPAK), dioda blocking sus_down menggunakan SF10A400HD DPAK. Dinyalakan sekitar 2 menit, suhu IGBT sus_up terlalu panas, suhu induktor ER lebih dingin dari biasanya (sirkuit ER di bagian Z-main), gambar bagus. Sehingga berkesimpulan resonansi mungkin kurang pas. Pertama, solusi untuk IGBT sus_up yang terlalu panas yaitu dengan menurunkan nilai kapasitor C-E dari 1n menjadi 330pF 1KV (1 buah). Kedua, induktor masih sedikit kurang panas, mengganti nilai kapasitor tala (dari y-output ke gnd) dari 1n 1KV menjadi 330pF 1KV (4 buah). Bila dipasang IGBT tipe lainnya atau kondisi layar masih bagus/muda mungkin tidak perlu mengubah nilai kapasitor.
Klasifikasi lokasi/posisi kerusakan kapasitor tala
Di atas dijelaskan bahwa ada 2 posisi kapasitor tala, yaitu pada jalur keluaran Y/Z-main ke gnd dan pada kaki C-E IGBT. Kerusakan kapasitor yang "beledos" umumnya hanya dialami satu lokasi kapasitor saja. Hanya pada kapasitor pada output Y/Z saja ataukah hanya pada kapasitor pada C-E IGBT.
- Bila kerusakan dialami oleh kapasitor pada output Y atau Z-main ke GND, maka penyebab utamanya yaitu terjadi pergeseran resonansi yang lebih sering disebabkan karena umur layar atau naiknya induktansi parasitik (misalnya karena longgarnya baut y/z-main).
- Bila kerusakan dialami oleh kapasitor pada C-E IGBT maka penyebab utamanya dari kapasitor itu sendiri (alamiah) atau karena menurunnya kemampuan IGBT atau gangguan pada driver IGBT (timbul ringing atau false on).
Bahan simulasi manual y/z-main plasma dan lain-lain : Pengecekan fungsi komponen aktif sebagai saklar/switch dalam kondisi menyala
oleh Klinik TV Jepara, kembali ke DAFTAR ISI