VLC82001.50型IP板电路原理分析与检修(二)

发表于 讨论求助 2023-07-02 11:42:00

工业自动控制系统

  二、逆变部分电路分析与检修

  该二合一电源模组逆变部分采用凹凸微电子( 02 micro huer-national)生产的新型高效率ccfl背光灯控制集成电路oz964,该集成电路主要用于单灯管以及多灯管的驱动。亮度控制是将模拟的可变直流电压转换为低频的脉冲宽度调制(pwm)信号。

  1.oz964功能

  介绍oz964与02960脚位功能一样,均支持宽电压范围输入,内置开灯启动保护和过电压保护、输入电压超低保护及关闭延迟保护、pwm调光控制、软性开机启动等电路,效率高,待机功耗低,在lg、philips等品牌液晶彩电逆变器上都得到了广泛应用。产品封装分为dip-20和sop-20两种,引脚功能完全相同,不考虑安装因素可以直接代换,实际上应用较多的是sop封装,引脚功能见表1。

表1 oz964引脚功能

  2.电源供电、使能控制等相关电路分析与检修

  oz964gn的供电及使能控制电路由q121、q105、u6( 78m05)、u103b( lm358)、q13、q14、q206、u102(oz964gn)组成,见图7。

图7 oz964gn的供电及使能控制电路

  (1)电源供电电路

  电源供电电路由q121、q105、u6(78m05)、u102(oz964gn)的⑤脚内部电路组成。背光开关控制信号(blon)加到q121时,q121导通,q105导通,24vd电压加到u6(78m05)的②脚,经三端稳压集成块u6产生稳定的sv电压,加到oz964gn的⑤脚,正常工作时,该脚电压应在4.5v~5.0v之间。

  (2)使能控制电路

  02964gn的使能控制电路由u103b、q13、q14、q206、u102的③脚内部电路组成。02964gn③脚电压的高低来自于外部控制电路,并连接主板mcu送来的逆变器开/关控制信号,oz964gn的③脚为高电平时,ic工作;若为低电平时,ic停止工作。

  r114、r115对5v分压,电容c12(j滤除干扰后送人02964gn的③脚,作为开启振荡集成电路使用。电容c120的作用是让ena脚慢慢升到ic开启电压,从()v升到开肩电压需ims左右时间,以保证ic的正常启动,另一方面,从lp板上的六个高频变压器输出的正弦交流电经高压取样电容取样,分别经d216~d219整流,r223、r224分压后加到u1()3b的⑤脚(正常电压()+24v),与⑥脚电压(正常电压2.49v)进行比较,当u1()3b的⑤脚为低电平时,⑦脚输出低电平,q14、ql、q206、q13、q12、q114均截止,02964gn的③脚电压为高电平(正常电压2.49v)。当lp板j:的六个高频变压器存在故障或某根灯管存在故障时,u1()3b的⑤脚电压升高,⑦脚输出高电平,q14.q1.q2()6.q13导通,q12.q114截止,02964cn的③脚电压为低电平。02964gn停止1:作,关闭激励脉冲输出。

  3.软启动电路

  u103a、ql13、q117组成软启动电路,如图8所示,其作用是在输入低电压时能够蘑新进行启动,02964cn④脚外接电容c122到地,其充电时问长短商接决定软启动时间,只有当输出电压增加到启动电压时,灯管才能点亮,这就减少了在启动时的冲击电流,避免高压电路元件和c,cfl灯管受冲击而损坏,提高了电路的可靠性。所以,开机后,我们看到背光灯管并不是开启立刻点亮,而是延迟2s~3s,当24v输入电压下降较多时。u103a②脚电压将降低,当低于③脚电压时,u103a①脚输出高电平,q117导通,相当于取消保护;q113导通,桕当于减小u1()2⑩脚外接定时电阻,提高输f驱动脉冲的频率;当24v输入电压恢复到正常时,电流增大,u103a截止;此时,ic内部电流重新对c122进行充电,当充到一定值时,随着变压器次级电压不断升高,升到启动电压时,灯管又被点亮。

图8 软启动电路图

  4.亮度控制电路

  亮度控制电路由q11、q16、q23、q15、d114及02964gn的⑨、⑩、(13)、(14)等引脚内部相关电路组成,如图9所示。

图9 亮度控制电路图

  02964gn(13)脚的工作状态受主板送来的状态检测信号控制,当插座cn402⑦脚送来的状态检测信号为低电平时,q16、qll截止,q15导通,u102(13)脚为低电平,此时为逻辑电压调光方式。主板过来的亮度控制信号(模拟直流电压)通过插座cn402(11)脚送到(14)脚,与(15)脚产生的三角波进行比较,产生需要的方波,改变主板送过来的亮度控制信号电压,可以改变方波的占空比,从而改变mos管在一个周期内的导通时间,即改变灯管的亮度。

  当插座cn402⑦脚送来的状态检测信号为高电平时,q16、qll导通,q15截止,u102(13)脚为高电平,此时为固定电压调光方式。

  5、驱动控制电路

  02964gn的(11)、(12)和(19)、(20)脚为ic的四个驱动脉冲输出端,如图10所示,分别为ndr_d、pdr_c、pdr_a、ndr_b,前两个脚与后两个脚轮换着产生高电平和低电平,分别控制着四个mos管的导通与截止:有的lc只有两个驱动脚输出,分别为drv1、drv2,这两个脚轮换着产生高电平和低电平,每个脚控制2个mos管的导通与截止。q102、q103为p沟道mos管,栅极为高电平时mos管截止,栅极为低电平时mos管导通;ql06、q108为n沟道mos管,栅极为高电平时mos管导通,栅极为低电平时mos管截止。pwm控制ic的几个驱动脉冲输出脚轮换着输出高电平和低电平,使几个mos管轮换着导通和截止。

图10 驱动控制电路图

  当q102、q103导通时,q106,q108截止,变压器tl01、t102初级的①脚为高电平,④脚为低电平。tl01初级中的电流流向为从上到下;当,q102、q103截止时,q106、q108导通,tl0l、t102初级的①脚为低电平,④脚为高电平,tl0l、t102初级中的电流流向为从下到上,这样便在t101、t102的次级产生高频方波电压。tl01次级产生的高频方波电压通过控制q203、q204两个n沟道mos管;t102的次级产生高频方波电压通过控制q201、q202两个p沟道mos管。

  升压变压器tl01、t102次级产生的高频方波电压在mos管q201~q204不断的导通与截止下获得电压更高的高频方波,再通过变压器t204耦合,在次级感应到电压更高的高频方波,同时驱动t201~t203、t301~t303和t6.

  当变压器t204次级感应到的高频方波从低电平跳到高电平时,由于漏电感有抑制作用,变压器t201~t203、t301~t303的输出波形慢慢升到;当变压器t204次级感应到的高频方波从高电平跳到低电平时,由于漏电感有抑制作用,变压器t201~t203、t301~t303的输出波形慢慢降到,这样便将方波变成正弦波加到灯管上。正弦波的有效值约为800v,在开机瞬间约为1500v。

  6.保护电路

  (1)过压保护

  变压器高压绕组输出电压经过电容取样及半波整流后,以并联的方式连接到02964gn的②脚。有多少个高压绕组就有多少个保护取样电路,该电源有6路过压保护取样电路。

  由于各路保护取样电路都是并联在一起的,所以任何一路取样电压升高都会引起保护。ic内部设置的极限电平是2v,当取样电压达到这个极限电平时,lc内部ovp运放输出翻转,保护电路起控,oz964gn的4个激励输出端将停止激励脉冲输出,灯管熄灭,同时⑦脚也没有3.3v的基准电压输出,整个ic不工作。

  高压输出电压经二极管d209d210、d211、d212、d213、d214、d301、d302、d303、d304、d305、d306半波整流、r151取样后,形成的反馈电压加到u102②脚。当该脚电压达到2v时,保护电路开始起控。若要取消此保护功能,只需要将该脚断开即可。

  (2)过流保护

  在变压器输出级,取样、整流得到一个半波电压,送到oz964gn的⑨脚。该电压反映了输出级的电流变化,其电流越大,⑨脚电压越高,lpwm脚方波电位上移。mos管导通后产生的方波峰峰值降低,从而使交流输h{电压降低,输出电流减小。此电流负反馈保证了输出电流的稳定性,当输出级因短路等原因造成输出电流很大时,⑨脚电压会急剧上升,从而切断变压器的交流电压输出,ip板进入保护状态。

  变压器t6③-④绕组产生的感应电压经d21、d22半波整流,c112滤波、r164限流后加到oz964gn⑨脚,作为ccfl的电流检测信号。芯片根据此电流自动调整ccfl亮度,使其均衡。变压器t204次级高压越高,t6③-④绕组产生的感应电压也越高,加到oz964gn⑨脚的电压也越高,经过ic内部处理后,降低输出激励脉冲的频率,终减小灯管电流。

  7.其他电路

  02964cn的①脚为ccfl点灯时间限制端。外接c103、r152到地。当输出电路出现过压时,ic内部的开关接通,对cl03充电。当充电到一定值时,ic启动内部保护功能,ic停止驱动脉冲输出。改变电容的大小,可以改变ic启动保护时间的快慢,电容越大,保护越慢;电容越小,保护越快。一般保护时间设计在1s~2s.

  02964gn的⑥脚(agnd)为信号地,(16)脚(pgnd)为电源地。设置两个地的目的是为了减小灯管与输入供电电路之间的干扰,有的背光灯板上设计了两个地,即信号地和电源地。信号地与灯管部分地相连,电源地与mos管导通电路的地相连。信号地与电源地在背光板输入电路部分直接相连或通过跳线相连。

  oz964gn的⑦脚为基准电压输出端,通过电容c108到地,保持该脚电压的稳定性,同时通过钳位二极管dlll连接到软启动脚④脚。常见的基准电压有2.5v、3.3v和5v三种。当ic保护时,该脚没有电压输出。

  oz964gn的⑩脚(cmp)为频率补偿端。该脚为ic内部电流反馈比较器输出端,当灯管出现开路或损坏时,灯管中没有电流,⑨脚电位急剧下降,⑩脚输出高电平,将ic关闭,ip板进入保护状态。在灯管启动时,该脚的电压为高电位,当灯管点亮后,电压恢复正常值。

  oz964gn的(17)、(18)脚为振荡lc工作频率设定端。其中,(17)脚为定时电阻连接端,外接电阻r173到地,改变电阻大小,可改变输出驱动脉冲的频率。电阻越大,驱动脉冲频率越低;电阻越小,驱动频率越高。(18)脚为定时电容连接端,外接电容c124到地,改变电容大小,可改变输出驱动脉冲的频率。电容越大,驱动脉冲频率越低;电容越小,驱动频率越高。

  四、维修参考数据

  该ip板主要ic及三极管实测值见表2-表7。

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