揭秘：液晶彩電高壓板電路（逆變器）構(gòu)成

而使基準(zhǔn)電壓通過(guò)15腳向電容C207充電。當(dāng)C207的電壓達(dá)到一定值時(shí)，內(nèi)部觸發(fā)器置位，控制7腳、10腳停止輸出PWM脈沖，從而保護(hù)了后級(jí)電路和設(shè)備。　二、 “PWM控制芯片+推挽結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路”構(gòu)成方案

　　1.“PWM控制芯片+推挽結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路”構(gòu)成方案的基本結(jié)構(gòu)形式

　　“PWM控制芯片+推挽結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路”構(gòu)成方案的基本結(jié)構(gòu)形式非常簡(jiǎn)單，如圖4所示。推挽驅(qū)動(dòng)器只用到兩只N溝道功率場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2，并將升壓變壓器T的中性抽頭接于正電源Vcc，兩只功率管V1、V2交替工作，輸出得到交流電壓，由于功率晶體管共地，所以驅(qū)動(dòng)控制電路簡(jiǎn)單；另外由于變壓器具有一定的漏感，可限制短路電流，因而提高了電路的可靠性。

　　對(duì)于推挽結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電路，要求直流電源Vcc的變化范圍要小，否則，會(huì)使驅(qū)動(dòng)電路的效率降低。因此，推挽結(jié)構(gòu)不適用于筆記本電腦，但對(duì)于液晶顯示器和液晶彩電非常理想，因?yàn)槟孀兤髦绷麟娫措妷和ǔ?huì)穩(wěn)定在±20%以內(nèi)。

　　電路工作時(shí)，在PWM控制芯片的控制下，使推挽電路中兩個(gè)開(kāi)關(guān)管V1和V2交替導(dǎo)通，在一次繞組L1和L2兩端分別形成相位相反的交流電壓。改變輸入到V1、V2開(kāi)關(guān)脈沖的占空比，可以改變V1、V2的導(dǎo)通與截止時(shí)間，從而改變了變壓器的儲(chǔ)能，也就改變了輸出的電壓值。需要注意的是，當(dāng)V1和V2同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，相當(dāng)于變壓器的一次繞組短路，因此應(yīng)避免兩個(gè)開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通。

　　圖4 “PWM控制芯片+推挽結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路”構(gòu)成方案的基本結(jié)構(gòu)形式

　　2.實(shí)際電路分析

　　采用“PWM控制芯片+推挽結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路”的高壓板電路中，PWM控制芯片主要采用OZ9RR等。下面以“OZ9RR+推挽結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路”高壓板電路為例進(jìn)行分析，有關(guān)電路如圖5所示。

　　圖5“OZ9RR+推挽結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路”高壓板電路

　　OZ9RR是凸凹公司（OZMicro）生產(chǎn)的背光燈高壓逆變PWM控制芯片、具有如下特點(diǎn)：工作頻率恒定，且工作頻率可被外部信號(hào)所同步；內(nèi)置同步式PWM燈管亮度控制電路，亮度控制范圍寬；內(nèi)置智能化燈管點(diǎn)火及正常工作狀態(tài)控制電路；設(shè)有燈管開(kāi)路及過(guò)電壓保護(hù)功能；可支持多燈管方式工作。OZ9RR內(nèi)部電路框圖如圖6所示，引腳功能見(jiàn)表2.

　　表2 OZ9RR引腳功能

　　圖6 OZ9RR內(nèi)部電路框圖

　?。?）控制電路

　　控制電路由PWM控制芯片U1（OZ9RR）及其外圍元器件組成。

　　由電源電路產(chǎn)生的Vdd電壓（5V）經(jīng)R5限流后加到OZ9RR的供電端6腳，為OZ9RR提供工作時(shí)所需電壓。

　　當(dāng)需要點(diǎn)亮燈管時(shí)，高壓板輸入端口EN信號(hào)（來(lái)自主板MCU）為低電平（0~1V），控制N溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q1截止，進(jìn)而控制OZ9RR的1腳為高電平（3~5V）。

　　OZ9RR在6腳得到供電，同時(shí)1腳得到高電平信號(hào)后，內(nèi)部振蕩電路開(kāi)始工作，其振蕩頻率由2腳外接的定時(shí)電容C9、C11大小決定。振蕩電路工作后，產(chǎn)生振蕩脈沖，加到內(nèi)部邏輯控制電路和驅(qū)動(dòng)電路，經(jīng)過(guò)變換整形后從5~4腳輸出PWM脈沖，去推動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路工作。

　?。?）驅(qū)動(dòng)電路

　　驅(qū)動(dòng)電路用于產(chǎn)生符合要求的交流高壓，驅(qū)動(dòng)CCFL工作。驅(qū)動(dòng)電路由雙驅(qū)動(dòng)管U2、升壓變壓器T1等組成，這是一個(gè)零電壓切換的推挽電路結(jié)構(gòu)。工作時(shí)，電源電路輸出的Vin（12V）經(jīng)升壓變壓器T1的2~1繞組和2~5繞組分別加到U2內(nèi)兩只場(chǎng)效應(yīng)管V1、V2的漏極；由OZ9RR的5腳和4腳產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)脈沖分別加到U2內(nèi)V1、V2的柵極，在驅(qū)動(dòng)脈沖的作用下，使U2內(nèi)的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管V1和V2交替導(dǎo)通，輸出對(duì)稱的開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)脈沖，經(jīng)升壓變壓器升壓后，產(chǎn)生近似正弦波的電壓和電流，點(diǎn)燃背光燈管。

　?。?）亮度調(diào)節(jié)電路

　　OZ9RR的7腳是亮度控制端和升壓變壓器電壓檢測(cè)雙功能端。需要調(diào)整亮度時(shí)，由微控制器產(chǎn)生的亮度控制信號(hào)DIM經(jīng)R1、R2分壓和D1隔離，加到OZ9RR的7腳，經(jīng)內(nèi)部電路處理后，通過(guò)控制5-4腳輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖占空比，達(dá)到亮度控制的目的。

　　高壓板的DIM輸入端口輸入的是連續(xù)可調(diào)直流控制電壓，控制電壓范圍是0.5~3.6V，0.5V對(duì)應(yīng)最低亮度，3.6V對(duì)應(yīng)最高亮度。

　?。?）保護(hù)電路

　?、偾冯妷罕Ｗo(hù)電路：OZ9RR的6腳為5V電源端，6腳內(nèi)部還設(shè)有欠電壓保護(hù)電路，當(dāng)電源電壓低于3.8V時(shí)，欠電壓保護(hù)電路將動(dòng)作，OZ9RR控制5~4腳停止輸出驅(qū)動(dòng)脈沖。

　?、谲泦?dòng)保護(hù)電路：OZ9RR的1腳是一個(gè)多功能引腳，除了用來(lái)引入EN控制電壓外，還外接軟啟動(dòng)定時(shí)電容C5，起到軟啟動(dòng)定時(shí)的作用。OZ9RR工作后，1腳內(nèi)電路向C5進(jìn)行充電，隨著C5兩端電壓的升高，OZ9RR輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖控制開(kāi)關(guān)管向升壓變壓器提供的能量也逐漸增大。軟啟動(dòng)電路的使用，可以防止背光燈初始工作時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的沖擊電流。

　?、鄯€(wěn)流電路：穩(wěn)流電路用來(lái)保護(hù)CCFL不致因電流過(guò)大而老化或損壞。升壓變壓器二次側(cè)的R12為過(guò)電流檢測(cè)電阻，R12兩端的電壓隨工作電流變化而變化，電流越大，R12兩端電壓越高，此電壓經(jīng)C12濾波后加到OZ9RR的8腳，作為電流檢測(cè)端。

　　在背光燈管點(diǎn)火階段（啟動(dòng)期間），高壓電源需要提供較高頻率的點(diǎn)火電壓，一般來(lái)說(shuō)， 點(diǎn)火頻率是正常工作頻率的1.3倍左右， 由OZ9RR的2腳外接定式電容決定。

　　OZ9RR設(shè)定的點(diǎn)火時(shí)間是2 S，如果2 S后，8腳燈管電流檢端檢測(cè)不到燈管電流，OZ9RR將停止工作。

　　背光燈管點(diǎn)火后，燈管進(jìn)入正常工作階段，OZ9RR通過(guò)8腳檢測(cè)燈管電流，并通過(guò)控制電路穩(wěn)定燈管電流，8腳的基準(zhǔn)電壓在1.25V左右。燈管正常工作時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓頻率也是由2腳定時(shí)電容決定的。

　　另外，若CCFL的工作電流過(guò)大，會(huì)使OZ9RR的8腳升高很多，當(dāng)達(dá)到一定值時(shí)，經(jīng)OZ9RR內(nèi)部處理，會(huì)控制5~4腳停止輸出驅(qū)動(dòng)脈沖，達(dá)到保護(hù)的目的。

　　④過(guò)電壓保護(hù)電路：OZ9RR內(nèi)的過(guò)電壓保護(hù)電路可以防止燈管升壓變壓器二次側(cè)在非正常情況下產(chǎn)生過(guò)高的高壓而損壞升壓變壓器。在啟動(dòng)階段，7腳電壓檢測(cè)/亮度控制端檢測(cè)升壓變壓器的二次電壓，當(dāng)達(dá)到3V時(shí)，OZ9RR將不再升高輸出電壓，進(jìn)入穩(wěn)定輸出電壓階段。

　?、轃艄荛_(kāi)路保護(hù)電路：如果燈管與燈座接觸不良、燈管被取下，或燈管損壞，OZ9RR將自動(dòng)切斷5~4腳輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖，從而達(dá)到保護(hù)的目的?！?strong>　三、 “PWM控制芯片+全橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路”構(gòu)成方案

　　1.“PWM控制芯片+全橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路”構(gòu)成方案的基本結(jié)構(gòu)形式

　　“PWM控制芯片+全橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路”構(gòu)成方案最適合于直流電源電壓非常寬的應(yīng)用，因此幾乎所有筆記本電腦都采用全橋方式。在筆記本電腦中，逆變器的直流電源直接來(lái)自系統(tǒng)的主直流電源，其變化范圍通常在7V（低電池電壓）~21V（交流適配器）。另外，這種構(gòu)成方案在液晶彩電、液晶顯示器中也有較多的應(yīng)用。

　　全橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路一般由四只場(chǎng)效應(yīng)管或四只晶體管構(gòu)成，根據(jù)場(chǎng)效應(yīng)管或晶體管的類型不同，該構(gòu)成方案主要有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是采用四只N溝道溝道場(chǎng)效應(yīng)管；另一種是采用兩只N溝道溝道場(chǎng)效應(yīng)管和兩只P溝道場(chǎng)效應(yīng)管。

　?。?）全橋驅(qū)動(dòng)電路采用四只N溝道場(chǎng)效應(yīng)管

　　全橋驅(qū)動(dòng)電路采用四只N溝道場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)形式如圖7所示。

　　圖7全橋驅(qū)動(dòng)電路采用四只N溝道場(chǎng)效應(yīng)管

　　電路工作時(shí)，在驅(qū)動(dòng)控制Ic的控制下，使V1、V4同時(shí)導(dǎo)通，V2、V3同時(shí)導(dǎo)通，且V1、V4導(dǎo)通時(shí)，V2、V3截止，也就是說(shuō)，V1、V4與V2、V3是交替導(dǎo)通的，使變壓器一次側(cè)形成交流電壓，改變開(kāi)關(guān)脈沖的占空比，就可以改變V1、V4和V2、V3導(dǎo)通與截止時(shí)間，從而改變變壓器的儲(chǔ)能，也就改變了輸出的電壓值。

　　需要注意的是，如果V1、V4與V2、V3的導(dǎo)通時(shí)間不對(duì)稱，則變壓器一次側(cè)的交流電壓中將含有直流分量，會(huì)在變壓器二次側(cè)產(chǎn)生很大的直流分量，造成磁路飽和。因此全橋電路應(yīng)注意避免直流電壓分量的產(chǎn)生，也可以在一次回路串聯(lián)一個(gè)電容，以阻斷直流電流。

　　（2）全橋驅(qū)動(dòng)電路采用兩只N溝道和兩只P溝道場(chǎng)效應(yīng)管

　　全橋驅(qū)動(dòng)電路采用兩只N溝道和兩只P溝道場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)形式如圖8所示。

　　圖8 全橋驅(qū)動(dòng)電路采用兩只N溝道和兩只P溝道場(chǎng)效應(yīng)管

　　電路工作時(shí)，在驅(qū)動(dòng)控制IC的控制下，使V4、V1同時(shí)導(dǎo)通，V2、V3同時(shí)導(dǎo)通，且V4、V1導(dǎo)通時(shí)，V2、V3截止，也就是說(shuō)，V4、V1與V2、V3是交替導(dǎo)通的，使變壓器一次側(cè)形成交流電壓。

　　在“PWM控制芯片+全橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路”構(gòu)成方案中，PWM控制芯片常采用OZ960、OZ970、OZ9910、BIT3105、BIT3106、MPS1010B、MP1026、MP1029、MP1038、BD9883、BD9884等。

　　2.“OZ960+全橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路”高壓板電路

　　由“OZ960+全橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路”構(gòu)成的高壓板電路如圖9所示。

　　圖9 “OZ960+全橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路”高壓板電路

　　OZ960是背光燈高壓逆變PWM控制芯片，具有如下特點(diǎn)：高效率，零電壓切換；支持較寬的輸入電壓范圍；恒定的工作頻率；具有較寬的調(diào)光范圍；具有軟啟動(dòng)功能；內(nèi)置開(kāi)燈啟動(dòng)保護(hù)和過(guò)電壓保護(hù)等。OZ960內(nèi)部電路框圖如圖10所示，引腳功能見(jiàn)表3.

　　圖10 OZ960內(nèi)部電路框圖

　　表3 OZ960引腳功能

　?。?）驅(qū)動(dòng)控制電路

　　驅(qū)動(dòng)控制電路由U901（OZ960）及其外圍元器件組成。

　　由開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的Vdd電壓（一般為5V）經(jīng)R904限流，加到OZ960的供電端5腳，為OZ960提供工作時(shí)所需電壓。

當(dāng)需要點(diǎn)亮液晶彩電時(shí)，微控制器輸出的ON/OFF信號(hào)為高電平，經(jīng)R903，使