二、逆變部分電路分析與檢修
該二合一電源模組逆變部分采用凹凸微電子( 02 MICro huer-national)生產的新型高效率CCFL背光燈控制集成電路OZ964,該集成電路主要用于單燈管以及多燈管的驅動。亮度控制是將模擬的可變直流電壓轉換為低頻的脈沖寬度調制(PWM)信號。
1.OZ964功能
介紹OZ964與02960腳位功能一樣,均支持寬電壓范圍輸入,內置開燈啟動保護和過電壓保護、輸入電壓超低保護及關閉延遲保護、PWM調光控制、軟性開機啟動等電路,效率高,待機功耗低,在LG、PHILIPS等品牌液晶彩電逆變器上都得到了廣泛應用。產品封裝分為DIP-20和SOP-20兩種,引腳功能完全相同,不考慮安裝因素可以直接代換,實際上應用較多的是SOP封裝,引腳功能見表1。
表1 OZ964引腳功能
2.電源供電、使能控制等相關電路分析與檢修
OZ964GN的供電及使能控制電路由Q121、Q105、U6( 78M05)、U103B( LM358)、Q13、Q14、Q206、U102(OZ964GN)組成,見圖7。
圖7 OZ964GN的供電及使能控制電路
(1)電源供電電路
電源供電電路由Q121、Q105、U6(78M05)、U102(OZ964GN)的⑤腳內部電路組成。背光開關控制信號(BLON)加到Q121時,Q121導通,Q105導通,24VD電壓加到U6(78M05)的②腳,經三端穩壓集成塊U6產生穩定的Sv電壓,加到OZ964GN的⑤腳,正常工作時,該腳電壓應在4.5V~5.0V之間。
(2)使能控制電路
02964GN的使能控制電路由U103B、Q13、Q14、Q206、U102的③腳內部電路組成。02964GN③腳電壓的高低來自于外部控制電路,并連接主板MCU送來的逆變器開/關控制信號,OZ964GN的③腳為高電平時,IC工作;若為低電平時,IC停止工作。
R114、R115對5V分壓,電容C12(j濾除干擾后送人02964GN的③腳,作為開啟振蕩集成電路使用。電容C120的作用是讓ENA腳慢慢升到IC開啟電壓,從()V升到開肩電壓需Ims左右時間,以保證IC的正常啟動,另一方面,從lP板上的六個高頻變壓器輸出的正弦交流電經高壓取樣電容取樣,分別經D216~D219整流,R223、R224分壓后加到U1()3B的⑤腳(正常電壓()+24V),與⑥腳電壓(正常電壓2.49V)進行比較,當U1()3B的⑤腳為低電平時,⑦腳輸出低電平,Q14、Ql、Q206、Q13、Q12、Q114均截止,02964GN的③腳電壓為高電平(正常電壓2.49V)。當lP板j:的六個高頻變壓器存在故障或某根燈管存在故障時,U1()3B的⑤腳電壓升高,⑦腳輸出高電平,Q14.Q1.Q2()6.Q13導通,Q12.Q114截止,02964CN的③腳電壓為低電平。02964GN停止1:作,關閉激勵脈沖輸出。
3.軟啟動電路
U103A、Ql13、Q117組成軟啟動電路,如圖8所示,其作用是在輸入低電壓時能夠蘑新進行啟動,02964CN④腳外接電容C122到地,其充電時問長短商接決定軟啟動時間,只有當輸出電壓增加到啟動電壓時,燈管才能點亮,這就減少了在啟動時的沖擊電流,避免高壓電路元件和C,CFL燈管受沖擊而損壞,提高了電路的可靠性。所以,開機后,我們看到背光燈管并不是開啟立刻點亮,而是延遲2s~3s,當24V輸入電壓下降較多時。U103A②腳電壓將降低,當低于③腳電壓時,U103A①腳輸出高電平,Q117導通,相當于取消保護;Q113導通,桕當于減小u1()2⑩腳外接定時電阻,提高輸f驅動脈沖的頻率;當24V輸入電壓恢復到正常時,電流增大,U103A截止;此時,IC內部電流重新對C122進行充電,當充到一定值時,隨著變壓器次級電壓不斷升高,升到啟動電壓時,燈管又被點亮。
圖8 軟啟動電路圖
4.亮度控制電路
亮度控制電路由Q11、Q16、Q23、Q15、D114及02964GN的⑨、⑩、(13)、(14)等引腳內部相關電路組成,如圖9所示。
圖9 亮度控制電路圖
02964GN(13)腳的工作狀態受主板送來的狀態檢測信號控制,當插座CN402⑦腳送來的狀態檢測信號為低電平時,Q16、Qll截止,Q15導通,U102(13)腳為低電平,此時為邏輯電壓調光方式。主板過來的亮度控制信號(模擬直流電壓)通過插座CN402(11)腳送到(14)腳,與(15)腳產生的三角波進行比較,產生需要的方波,改變主板送過來的亮度控制信號電壓,可以改變方波的占空比,從而改變MOS管在一個周期內的導通時間,即改變燈管的亮度。
當插座CN402⑦腳送來的狀態檢測信號為高電平時,Q16、Qll導通,Q15截止,U102(13)腳為高電平,此時為固定電壓調光方式。
5、驅動控制電路
02964GN的(11)、(12)和(19)、(20)腳為IC的四個驅動脈沖輸出端,如圖10所示,分別為NDR_D、PDR_C、PDR_A、NDR_B,前兩個腳與后兩個腳輪換著產生高電平和低電平,分別控制著四個MOS管的導通與截止:有的lC只有兩個驅動腳輸出,分別為DRV1、DRV2,這兩個腳輪換著產生高電平和低電平,每個腳控制2個MOS管的導通與截止。Q102、Q103為p溝道MOS管,柵極為高電平時MOS管截止,柵極為低電平時MOS管導通;Ql06、Q108為N溝道MOS管,柵極為高電平時MOS管導通,柵極為低電平時MOS管截止。PWM控制IC的幾個驅動脈沖輸出腳輪換著輸出高電平和低電平,使幾個MOS管輪換著導通和截止。
圖10 驅動控制電路圖
當Q102、Q103導通時,Q106,Q108截止,變壓器Tl01、T102初級的①腳為高電平,④腳為低電平。Tl01初級中的電流流向為從上到下;當,Q102、Q103截止時,Q106、Q108導通,Tl0l、T102初級的①腳為低電平,④腳為高電平,Tl0l、T102初級中的電流流向為從下到上,這樣便在T101、T102的次級產生高頻方波電壓。Tl01次級產生的高頻方波電壓通過控制Q203、Q204兩個N溝道MOS管;T102的次級產生高頻方波電壓通過控制Q201、Q202兩個P溝道MOS管。
升壓變壓器Tl01、T102次級產生的高頻方波電壓在MOS管Q201~Q204不斷的導通與截止下獲得電壓更高的高頻方波,再通過變壓器T204耦合,在次級感應到電壓更高的高頻方波,同時驅動T201~T203、T301~T303和T6.
當變壓器T204次級感應到的高頻方波從低電平跳到高電平時,由于漏電感有抑制作用,變壓器T201~T203、T301~T303的輸出波形慢慢升到最大;當變壓器T204次級感應到的高頻方波從高電平跳到低電平時,由于漏電感有抑制作用,變壓器T201~T203、T301~T303的輸出波形慢慢降到最小,這樣便將方波變成正弦波加到燈管上。正弦波的有效值約為800V,在開機瞬間約為1500V。
6.保護電路
(1)過壓保護
變壓器高壓繞組輸出電壓經過電容取樣及半波整流后,以并聯的方式連接到02964GN的②腳。有多少個高壓繞組就有多少個保護取樣電路,該電源有6路過壓保護取樣電路。
由于各路保護取樣電路都是并聯在一起的,所以任何一路取樣電壓升高都會引起保護。IC內部設置的極限電平是2V,當取樣電壓達到這個極限電平時,lC內部OVP運放輸出翻轉,保護電路起控,OZ964GN的4個激勵輸出端將停止激勵脈沖輸出,燈管熄滅,同時⑦腳也沒有3.3V的基準電壓輸出,整個IC不工作。
高壓輸出電壓經二極管D209D210、D211、D212、D213、D214、D301、D302、D303、D304、D305、D306半波整流、R151取樣后,形成的反饋電壓加到U102②腳。當該腳電壓達到2V時,保護電路開始起控。若要取消此保護功能,只需要將該腳斷開即可。
(2)過流保護
在變壓器輸出級,取樣、整流得到一個半波電壓,送到OZ964GN的⑨腳。該電壓反映了輸出級的電流變化,其電流越大,⑨腳電壓越高,LPWM腳方波電位上移。MOS管導通后產生的方波峰峰值降低,從而使交流輸H{電壓降低,輸出電流減小。此電流負反饋保證了輸出電流的穩定性,當輸出級因短路等原因造成輸出電流很大時,⑨腳電壓會急劇上升,從而切斷變壓器的交流電壓輸出,IP板進入保護狀態。
變壓器T6③-④繞組產生的感應電壓經D21、D22半波整流,C112濾波、R164限流后加到OZ964GN⑨腳,作為CCFL的電流檢測信號。芯片根據此電流自動調整CCFL亮度,使其均衡。變壓器T204次級高壓越高,T6③-④繞組產生的感應電壓也越高,加到OZ964GN⑨腳的電壓也越高,經過IC內部處理后,降低輸出激勵脈沖的頻率,最終減小燈管電流。
7.其他電路
02964CN的①腳為CCFL點燈時間限制端。外接C103、R152到地。當輸出電路出現過壓時,IC內部的開關接通,對Cl03充電。當充電到一定值時,IC啟動內部保護功能,IC停止驅動脈沖輸出。改變電容的大小,可以改變IC啟動保護時間的快慢,電容越大,保護越慢;電容越小,保護越快。一般保護時間設計在1s~2s.
02964GN的⑥腳(AGND)為信號地,(16)腳(PGND)為電源地。設置兩個地的目的是為了減小燈管與輸入供電電路之間的干擾,有的背光燈板上設計了兩個地,即信號地和電源地。信號地與燈管部分地相連,電源地與MOS管導通電路的地相連。信號地與電源地在背光板輸入電路部分直接相連或通過跳線相連。
OZ964GN的⑦腳為基準電壓輸出端,通過電容C108到地,保持該腳電壓的穩定性,同時通過鉗位二極管Dlll連接到軟啟動腳④腳。常見的基準電壓有2.5V、3.3V和5V三種。當IC保護時,該腳沒有電壓輸出。
OZ964GN的⑩腳(CMP)為頻率補償端。該腳為IC內部電流反饋比較器輸出端,當燈管出現開路或損壞時,燈管中沒有電流,⑨腳電位急劇下降,⑩腳輸出高電平,將IC關閉,IP板進入保護狀態。在燈管啟動時,該腳的電壓為高電位,當燈管點亮后,電壓恢復正常值。
OZ964GN的(17)、(18)腳為振蕩lC工作頻率設定端。其中,(17)腳為定時電阻連接端,外接電阻R173到地,改變電阻大小,可改變輸出驅動脈沖的頻率。電阻越大,驅動脈沖頻率越低;電阻越小,驅動頻率越高。(18)腳為定時電容連接端,外接電容C124到地,改變電容大小,可改變輸出驅動脈沖的頻率。電容越大,驅動脈沖頻率越低;電容越小,驅動頻率越高。
四、維修參考數據
該IP板主要IC及三極管實測值見表2-表7。
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