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高壓板電路（逆變器）是一種DC-AC（直流-交流）變換器，它的工作過程就是開關(guān)電源工作的逆變過程。開關(guān)電源的作用是將市電電網(wǎng)的交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榉�(wěn)定的Vcc電壓（12V或24V），而高壓板電路正好相反，它是將開關(guān)電源輸出的Vcc電壓（12V或24V）轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l（40~80kHz）的高壓（600~800V）交流電。 高壓板電路的種類較多，根據(jù)驅(qū)動電路的不同，主要有以下幾種構(gòu)成方案。 一、 “PWM控制芯片+Royer結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路”構(gòu)成方案 1.“PWM控制芯片+Royer結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路”構(gòu)成方案的基本結(jié)構(gòu)形式 圖1所示是“PWM控制芯片+Royer結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路”構(gòu)成方案的基本結(jié)構(gòu)形式。 從圖中可以看出，該高壓板電路主要由驅(qū)動控制電路（振蕩器、調(diào)制器）、直流變換電路、Royer結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路、電壓和電流檢測電路、CCFL等組成。在實際的高壓板中，常將振蕩器、調(diào)制器、保護(hù)電路集成在一起，組成一塊小型集成電路，一般稱為PWM控制芯片。 圖1中的ON/OFF為振蕩器啟動/停止控制信號輸入端。該控制信號來自主板微控制器（MCU），當(dāng)液晶彩電由待機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)為正常工作狀態(tài)后，MCU向振蕩器送出啟動工作信號（高/低電平變化信號），振蕩器接收到信號后開始工作，產(chǎn)生頻率40~80kHz的振蕩信號送入調(diào)制器，在調(diào)制器內(nèi)部與MCU部分送來的PWM亮度調(diào)整信號進(jìn)行調(diào)制后，輸出PWM激勵脈沖信號，送往直流變換電路，使直流變換電路產(chǎn)生可控的直流電壓，為Royer結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路功率管供電。功率管及外圍電容c1和變壓器繞組L1（相當(dāng)于電感）組成自激振蕩電路，產(chǎn)生的振蕩信號經(jīng)功率放大和升壓變壓器升壓耦合，輸出高頻交流高壓，點亮背光燈管。 
圖1“PWM控制芯片+Royer結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路”構(gòu)成方案的基本結(jié)構(gòu)形式。 為了保護(hù)燈管，需要設(shè)置過電流和過電壓保護(hù)電路。過電流保護(hù)檢測信號從串聯(lián)在背光燈管上的取樣電阻R上取得，輸送到驅(qū)動控制芯片。過電壓保護(hù)檢測信號由從L3上取得，也輸送到驅(qū)動控制芯片，當(dāng)輸出電壓及背光燈管工作電流出現(xiàn)異常時，驅(qū)動控制芯片控制調(diào)制器停止輸出，從而起到保護(hù)的作用。 當(dāng)調(diào)節(jié)亮度時，亮度控制信號加到驅(qū)動控制芯片，通過改變驅(qū)動控制芯片輸出的PWM脈沖的占空比，進(jìn)而改變直流變換器輸出的直流電壓大小，也就改變了加在驅(qū)動輸出管上的電壓大小，即改變了自激振蕩的振蕩幅度，從而使升壓變壓器輸出的信號幅度、CCFL兩端的高壓幅度發(fā)生變化，達(dá)到調(diào)節(jié)亮度的目的。 該電路只能驅(qū)動一只背光燈管，由于背光燈管不能并聯(lián)和串聯(lián)應(yīng)用，所以，若需要驅(qū)動多只背光燈管，必須由相應(yīng)的多個升壓變壓器輸出電路及相適配的激勵電路來驅(qū)動。 2.實際電路分析 采用“PWM控制芯片+Royer結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路” 的高壓板電路中，PWM控制Ic主要采用TL1451、BA9741、BA9743、SP9741、BI3101、BI3102、TL494、KA7500等。下面以“TL1451+Royer結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路”高壓板電路為例進(jìn)行介紹，有關(guān)電路如圖2所示。
圖2 “TL1451+Royer結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路”高壓板電路 TL1451是一個PWM控制芯片，在開關(guān)電源、逆變電路中有著廣泛的應(yīng)用，該芯片由基準(zhǔn)電源、振蕩器、誤差放大器、定時器和PWM比較器等部分組成，利用TL1451可以組成各種開關(guān)電源和控制系統(tǒng)，不僅能使開關(guān)電源和控制系統(tǒng)簡化，容易維修，成本降低，更重要的是能降低系統(tǒng)的故障率，提高系統(tǒng)設(shè)備運行的可靠性。 TL1451為雙通道驅(qū)動控制電路，可輸出兩路PWM控制脈沖，分別兩路驅(qū)動電路進(jìn)行控制，每路驅(qū)動電路均可驅(qū)動兩只CCFL工作。TL1451適應(yīng)電源電壓范圍寬，可以在3.6~40V的單電源下工作，具有短路和低電壓誤動作保護(hù)電路。TL1451內(nèi)部電路框圖如圖3所示，引腳功能見表1.另外， 與TL1451內(nèi)部電路和引腳功能基本一致的芯片還有BA9741、SP9741等。
圖3 TL1451內(nèi)部電路框圖 表1 TL1451引腳功能
（1）控制電路 控制電路由PWM控制芯片U201（TL1451）及其外圍元器件組成。 在需要點亮燈管時，微控制器輸出的ON/OFF信號為高電平，控制晶體管Q201、Q202導(dǎo)通，于是，由開關(guān)電源產(chǎn)生的12V直流電壓經(jīng)導(dǎo)通的Q202加到U201（TL1451）的供電端9腳，TL1451得電后，其內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源先工作，輸出2.5V的基準(zhǔn)電壓，該基準(zhǔn)電壓不但供給TL1451片內(nèi)電路，還通過16腳輸出，供給片外部電路作基準(zhǔn)電壓。然后，TL1451啟動內(nèi)部振蕩電路開始工作，振蕩頻率由1、2腳外接的定時電阻R204、定時電容C208的大小決定。振蕩電路工作后，產(chǎn)生振蕩脈沖，加到PWM比較器1和PWM比較器2，經(jīng)過變換整形后從7、10腳輸出PWM脈沖，去兩路DC-DC變換電路。 （2）直流變換電路 直流變換電路共兩路，分別由Q205、Q207、Q203、D201、L201和Q206、Q208、Q204、D202、L202組成，其作用是將輸入的12V直流電壓變換為可控的直流電壓，為功率輸出管（Q209、Q210和Q211、Q212）供電。由于兩路的工作原理相同，下面只分析其中一路（TL1451的10腳輸出的那一路）的工作情況。 U201（TL1451）的10腳輸出的PWM激勵脈沖，經(jīng)Q205、Q207組成的圖騰柱電路推挽放大，R216、C211耦合，加到P溝道場效應(yīng)開關(guān)管Q203的柵極，使開關(guān)管Q203工作在開關(guān)狀態(tài)。Q203導(dǎo)通時，12v電壓經(jīng)場效應(yīng)管Q203的S、D極，電感L201，升壓變壓器PT201的4~5和4~2繞組分別加到功率輸出管Q209、Q210的集電極，為Q209、Q210供電；Q203截止期間，由于電感中的電流不能突變，所以L201通過自感產(chǎn)生右正、左負(fù)的脈沖電壓。于是，L201右端正的電壓經(jīng)PT201的4~5和4~2繞組、輸出管Q209或Q210的ce結(jié)、續(xù)流二極管D201、L201左端構(gòu)成放電回路，釋放能量，繼續(xù)為輸出管Q209、Q210供電。 從以上分析可以看出，這是一個開關(guān)降壓型DC-DC變換器。 （3）驅(qū)動電路 驅(qū)動電路（共兩路）用于產(chǎn)生符合要求要交流高壓，驅(qū)動CCFL工作，主要由驅(qū)動輸出管（Q209、Q210和Q211、Q212）、升壓變壓器（PT201和PT202）等組成，下面以其中的一路（Q209、Q210、RT201）為例進(jìn)行介紹。 從圖2中可以看出，由Q209、Q210、RT201等元器件組成的電路是一個典型Royer結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路，即自激式多諧振動振蕩器。電路靠變壓器一次側(cè)、反饋繞組同名端的正確連接來滿足自激振蕩的相位條件，即滿足正反饋條件。而振幅條件的滿足，首先靠合理選擇電路參數(shù)，使放大器建立合適的靜態(tài)工作點，其次是改變反饋繞組的匝數(shù)，或它與一次繞組之間的耦合程度，以得到足夠強(qiáng)的反饋量。穩(wěn)幅作用是利用晶體管的非線性來實現(xiàn)的。 由自激式振蕩電路產(chǎn)生的正弦波電壓，經(jīng)變壓器PT201感生出高壓，通過C215、C216及接插件CN202給CCFL供電。因為變壓器耦合自激振蕩電路振蕩波形為標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，恰好適合CCFL的供電要求，因此可以簡化末級電路的設(shè)計。 （4）亮度調(diào)節(jié)電路 U201（TL1451）的4腳、13腳為亮度控制端，由于這兩路控制信號的控制過程相同，下面只以13腳的亮度控制信號為例進(jìn)行分析。 當(dāng)需要調(diào)節(jié)亮度時，由微控制器輸出的DIM控制脈沖發(fā)生變化→經(jīng)R201、C203低通濾波后產(chǎn)生的直流電壓發(fā)生變化→TL1451的13腳電壓發(fā)生變化→TL1451的10腳輸出脈沖的占空比發(fā)生變化→Q205、Q207的基極電壓發(fā)生變化→Q203的柵極電壓發(fā)生變化→Q203輸出的供電電壓發(fā)生變化→Q209、Q210振蕩的幅度發(fā)生變化→PT201輸出的高壓發(fā)生變化→CCFL兩端的電壓發(fā)生變化，從而達(dá)到調(diào)節(jié)亮度的目的。 （5）保護(hù)電路 ①過電壓保護(hù)電路：當(dāng)某種意外原因造成Q203輸出的電壓過高時，穩(wěn)壓管D203擊穿，經(jīng)R220、R222分壓， 使加到TL1451的11腳電壓上升，通過內(nèi)部電路控制10腳停止輸出PWM脈沖，從而達(dá)到保護(hù)的目的。 同理，當(dāng)某種意外原因造成Q204輸出的電壓過高時，穩(wěn)壓管D204擊穿，經(jīng)R221、R223分壓，使加到TL1451的6腳電壓上升，通過內(nèi)部電路控制7腳停止輸出PWM脈沖，從而達(dá)到保護(hù)的目的。 ②欠電壓保護(hù)電路：當(dāng)系統(tǒng)剛上電或意外原因使TL1451供電電壓不足3.6V時，其輸出驅(qū)動晶體管很可能因為導(dǎo)通不良而損壞，因此，TL1451內(nèi)部設(shè)置了欠電壓保護(hù)電路（UVLO）。 欠電壓保護(hù)電路啟動后，將切斷7腳、10腳輸出的PWM脈沖，從而達(dá)到保護(hù)的目的。 ③過電流保護(hù)電路：過電流保護(hù)電路用來保護(hù)CCFL不致因電流過大而老化或損壞，下面以CN202一路為例進(jìn)行說明。PT201產(chǎn)生的高壓經(jīng)過CN202所接的CCFL后，將在R236兩端產(chǎn)生隨工作電流變化的交流電壓，電流越大，R236兩端電壓越高，此電壓經(jīng)過D207整流，R240、C221濾波后，加到TL1451的14腳；若CCFL的工作電流過大，會使14腳電壓升高很多，當(dāng)達(dá)到一定值時，經(jīng)TL1451內(nèi)部處理，會控制10腳停止輸出PWM脈沖，從而達(dá)到保護(hù)的目的。 ④平衡保護(hù)電路：TL1451的5腳、12腳內(nèi)部有一個電壓比較器，電壓比較器具有兩個同相輸入端和一個反相輸入端，反相輸入端電壓為基準(zhǔn)電壓（2.5V）的一半（1.25V），兩個同相輸入端分別和誤差放大器1和誤差放大器2的輸出端相連。因此，電壓比較器能夠檢測出兩個誤差放大器輸出電壓的大小，只要其中一個高于基準(zhǔn)電壓的一半（1.25V）時，電壓比較器的輸出即為高電平，該輸出電壓觸發(fā)定時回路，從而使基準(zhǔn)電壓通過15腳向電容C207充電。當(dāng)C207的電壓達(dá)到一定值時，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)了后級電路和設(shè)備。 二、 “PWM控制芯片+推挽結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路”構(gòu)成方案 1.“PWM控制芯片+推挽結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路”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)動電路”構(gòu)成方案的基本結(jié)構(gòu)形式非常簡單，如圖4所示。推挽驅(qū)動器只用到兩只N溝道功率場效應(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)動控制電路簡單；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。 對于推挽結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路，要求直流電源Vcc的變化范圍要小，否則，會使驅(qū)動電路的效率降低。因此，推挽結(jié)構(gòu)不適用于筆記本電腦，但對于液晶顯示器和液晶彩電非常理想，因為逆變器直流電源電壓通常會穩(wěn)定在±20%以內(nèi)。 電路工作時，在PWM控制芯片的控制下，使推挽電路中兩個開關(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開關(guān)脈沖的占空比，可以改變V1、V2的導(dǎo)通與截止時間，從而改變了變壓器的儲能，也就改變了輸出的電壓值。需要注意的是，當(dāng)V1和V2同時導(dǎo)通時，相當(dāng)于變壓器的一次繞組短路，因此應(yīng)避免兩個開關(guān)管同時導(dǎo)通。
圖4 “PWM控制芯片+推挽結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路”構(gòu)成方案的基本結(jié)構(gòu)形式 2.實際電路分析 采用“PWM控制芯片+推挽結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路”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：工作頻率恒定，且工作頻率可被外部信號所同步；內(nèi)置同步式PWM燈管亮度控制電路，亮度控制范圍寬；內(nèi)置智能化燈管點火及正常工作狀態(tài)控制電路；設(shè)有燈管開路及過電壓保護(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，引腳功能見表2. 表2 OZ9RR引腳功能
圖6 OZ9RR內(nèi)部電路框圖 （1）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提供工作時所需電壓。 當(dāng)需要點亮燈管時，高壓板輸入端口EN信號（來自主板MCU）為低電平（0~1V），控制N溝道場效應(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1腳得到高電平信號后，內(nèi)部振蕩電路開始工作，其振蕩頻率由2腳外接的定時電容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)動電路，經(jīng)過變換整形后從5~4腳輸出PWM脈沖，去推動驅(qū)動電路工作。 （2）驅(qū)動電路 驅(qū)動電路用于產(chǎn)生符合要求的交流高壓，驅(qū)動CCFL工作。驅(qū)動電路由雙驅(qū)動管U2、升壓變壓器T1等組成，這是一個零電壓切換的推挽電路結(jié)構(gòu)。工作時，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)兩只場效應(yīng)管V1、V2的漏極；由OZ9RR的5腳和4腳產(chǎn)生的驅(qū)動脈沖分別加到U2內(nèi)V1、V2的柵極，在驅(qū)動脈沖的作用下，使U2內(nèi)的兩個開關(guān)管V1和V2交替導(dǎo)通，輸出對稱的開關(guān)管驅(qū)動脈沖，經(jīng)升壓變壓器升壓后，產(chǎn)生近似正弦波的電壓和電流，點燃背光燈管。 （3）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雙功能端。需要調(diào)整亮度時，由微控制器產(chǎn)生的亮度控制信號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，通過控制5-4腳輸出的驅(qū)動脈沖占空比，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對應(yīng)最低亮度，3.6V對應(yīng)最高亮度。 （4）保護(hù)電路 ①欠電壓保護(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，欠電壓保護(hù)電路將動作，OZ9RR控制5~4腳停止輸出驅(qū)動脈沖。 ②軟啟動保護(hù)電路：OZ9RR的1腳是一個多功能引腳，除了用來引入EN控制電壓外，還外接軟啟動定時電容C5，起到軟啟動定時的作用。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)動脈沖控制開關(guān)管向升壓變壓器提供的能量也逐漸增大。軟啟動電路的使用，可以防止背光燈初始工作時產(chǎn)生過大的沖擊電流。 ③穩(wěn)流電路：穩(wěn)流電路用來保護(hù)CCFL不致因電流過大而老化或損壞。升壓變壓器二次側(cè)的R12為過電流檢測電阻，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，作為電流檢測端。 在背光燈管點火階段（啟動期間），高壓電源需要提供較高頻率的點火電壓，一般來說， 點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)定的點火時間是2 S，如果2 S后，8腳燈管電流檢端檢測不到燈管電流，OZ9RR將停止工作。 背光燈管點火后，燈管進(jìn)入正常工作階段，OZ9RR通過8腳檢測燈管電流，并通過控制電路穩(wěn)定燈管電流，8腳的基準(zhǔn)電壓在1.25V左右。燈管正常工作時的驅(qū)動電壓頻率也是由2腳定時電容決定的。 另外，若CCFL的工作電流過大，會使OZ9RR的8腳升高很多，當(dāng)達(dá)到一定值時，經(jīng)OZ9RR內(nèi)部處理，會控制5~4腳停止輸出驅(qū)動脈沖，達(dá)到保護(hù)的目的。 ④過電壓保護(hù)電路：OZ9RR內(nèi)的過電壓保護(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)生過高的高壓而損壞升壓變壓器。在啟動階段，7腳電壓檢測/亮度控制端檢測升壓變壓器的二次電壓，當(dāng)達(dá)到3V時，OZ9RR將不再升高輸出電壓，進(jìn)入穩(wěn)定輸出電壓階段。 ⑤燈管開路保護(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將自動切斷5~4腳輸出的驅(qū)動脈沖，從而達(dá)到保護(hù)的目的。 三、 “PWM控制芯片+全橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路”構(gòu)成方案 1.“PWM控制芯片+全橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路”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)動電路一般由四只場效應(yīng)管或四只晶體管構(gòu)成，根據(jù)場效應(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溝道溝道場效應(yīng)管；另一種是采用兩只N溝道溝道場效應(yīng)管和兩只P溝道場效應(yīng)管。 （1）全橋驅(qū)動電路采用四只N溝道場效應(yīng)管 全橋驅(qū)動電路采用四只N溝道場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)形式如圖7所示。
圖7全橋驅(qū)動電路采用四只N溝道場效應(yīng)管 電路工作時，在驅(qū)動控制Ic的控制下，使V1、V4同時導(dǎo)通，V2、V3同時導(dǎo)通，且V1、V4導(dǎo)通時，V2、V3截止，也就是說，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)通與截止時間，從而改變變壓器的儲能，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)通時間不對稱，則變壓器一次側(cè)的交流電壓中將含有直流分量，會在變壓器二次側(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)一個電容，以阻斷直流電流。 （2）全橋驅(qū)動電路采用兩只N溝道和兩只P溝道場效應(yīng)管 全橋驅(qū)動電路采用兩只N溝道和兩只P溝道場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)形式如圖8所示。
圖8 全橋驅(qū)動電路采用兩只N溝道和兩只P溝道場效應(yīng)管 電路工作時，在驅(qū)動控制IC的控制下，使V4、V1同時導(dǎo)通，V2、V3同時導(dǎo)通，且V4、V1導(dǎo)通時，V2、V3截止，也就是說，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)動電路”高壓板電路 由“OZ960+全橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路”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：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；具有軟啟動功能；內(nèi)置開燈啟動保護(hù)和過電壓保護(hù)等。OZ960內(nèi)部電路框圖如圖10所示，引腳功能見表3.
圖10 OZ960內(nèi)部電路框圖 表3 OZ960引腳功能
（1）驅(qū)動控制電路 驅(qū)動控制電路由U901（OZ960）及其外圍元器件組成。 由開關(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提供工作時所需電壓。 當(dāng)需要點亮液晶彩電時，微控制器輸出的ON/OFF信號為高電平，經(jīng)R903，使加到OZ960的3腳電壓為高電平（1.5V以上的電壓為高電平）。 OZ960在5腳得到供電，同時3腳得到高電平信號后，內(nèi)部振蕩電路開始工作，振蕩頻率由17~18腳外接的定時電阻R908和定時電容C912的值決定。振蕩電路工作后，產(chǎn)生振蕩脈沖，加到內(nèi)部零電壓切換移相控制電路和驅(qū)動電路，經(jīng)過變換整形后從19腳、20腳、12腳、11腳輸出PWM脈沖，去全橋驅(qū)動電路。 （2）全橋驅(qū)動電路 全橋驅(qū)動電路用于產(chǎn)生符合要求的交流高壓，驅(qū)動CCFL工作，由Q904、Q905、Q906、Q907、T901等組成。這是一個具有零電壓切換的全橋電路結(jié)構(gòu)，Vcc（一般為12V）電壓加到Q904、Q906的源極，Q905、Q907的源極接地，在OZ960輸出的驅(qū)動脈沖（其波形如圖11所示）控制下，使Q904、Q907同時導(dǎo)通，Q905、Q906同時導(dǎo)通，且Q904、Q907導(dǎo)通時，Q905、Q906截止，也就是說，Q904、Q907與Q905、Q906是交替導(dǎo)通的，輸出對稱的開關(guān)管驅(qū)動脈沖，經(jīng)C915、C916、C917、C918、升壓變壓器T901以及背光燈管組成的諧振電路，產(chǎn)生近似正弦波的電壓和電流，點燃背光燈管。
圖11 OZ960輸出的驅(qū)動脈沖波形 （3）亮度調(diào)節(jié)電路 OZ960的14腳是亮度控制端，當(dāng)需要調(diào)整亮度時，由微控制器產(chǎn)生的亮度控制電壓經(jīng)R906、R907分壓，加到14腳，經(jīng)內(nèi)部電路處理后，通過控制OZ960輸出的驅(qū)動脈沖占空比，從而達(dá)到亮度控制的目的。 （4）保護(hù)電路 ①軟啟動保護(hù)電路：OZ960的4腳軟啟動端，外接軟啟動電容C904，起到軟啟動定時的作用。OZ960工作后，4腳內(nèi)電路向C904進(jìn)行充電，隨著C904兩端電壓的升高，OZ960輸出的驅(qū)動脈沖控制驅(qū)動管向高壓變壓器提供的能量也逐漸增大。軟啟動電路可以防止背光燈初始工作時產(chǎn)生過大的沖擊電流。 ②過電壓保護(hù)電路：OZ960內(nèi)的過電壓保護(hù)電路可以防止燈管高壓變壓器二次側(cè)在非正常情況下產(chǎn)生過高的高壓而損壞高壓變壓器和燈管。電路中，由T901二次側(cè)產(chǎn)生的高壓經(jīng)R930、R932和R931、R933分壓后，作為取樣電壓，經(jīng)D909、D910加到2腳，在啟動階段，2腳檢測高壓變壓器的二次電壓，當(dāng)2腳電壓達(dá)到2V時，OZ960將不再升高輸出電壓，而進(jìn)入穩(wěn)定輸出電壓階段。 ③ 過電流保護(hù)電路： 過電流保護(hù)電路用來保護(hù)CCFL不致因電流過大而老化或損壞。 電路中，R936、R937為過電流檢測電阻，R936、R937兩端的電壓隨工作電流變化而變化，電流越大，R936、R937兩端電壓越高， 此電壓經(jīng)D912、D914加到OZ960的9腳， 作為電流檢測端， 通過內(nèi)部控制電路穩(wěn)定燈管電流。若CCFL的工作電流過大，會使9腳升高很多，當(dāng)9腳電壓達(dá)到1.25V時， 經(jīng)OZ960內(nèi)部處理， 會控制OZ960的停止輸出驅(qū)動脈沖， 達(dá)到保護(hù)的目的。 3.“BIT3105+全橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路”高壓板電路 “BIT3105+全橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路” 構(gòu)成的高壓板電路如圖12所示。BIT3105是PWM控制芯片，其內(nèi)部電路框圖如圖13所示，引腳功能見表4.
圖12 “BIT3105+全橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路” 高壓板電路
圖13 BIT3105內(nèi)部電路框圖 表4 BIT3105引腳功能
（1）驅(qū)動控制電路 驅(qū)動控制電路由U1（BIT3105）及其外圍元器件組成。 當(dāng)需要點亮液晶背光燈時，微控制器輸出的ON/OFF信號為高電平，經(jīng)R25加到Q2的b極，控制Q2導(dǎo)通，其集電極輸出低電平，進(jìn)而使Q1導(dǎo)通；于是，5V電壓經(jīng)導(dǎo)通的Q1加到BIT3105的13腳和18腳，BIT3105內(nèi)部振蕩電路開始工作，振蕩頻率由5腳、7腳外接的定時電阻和定時電容值決定。振蕩電路工作后，產(chǎn)生振蕩脈沖，經(jīng)分頻后，加到內(nèi)部驅(qū)動電路，經(jīng)過變換整形后從9~12腳輸出，去全橋驅(qū)動電路。 （2）全橋驅(qū)動電路 全橋驅(qū)動電路用于產(chǎn)生符合要求要交流高壓，驅(qū)動CCFL工作，由U2、U3、T1、T2等元器件組成，其中T1、T2為高壓變壓器，U2、U3為復(fù)合場效應(yīng)管，內(nèi)含兩個MOS管（一只P溝道MOS管，一只N溝道MOS管）。 由BIT3105內(nèi)部振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖，一方面從BIT3105的11~12腳輸出P溝道MOS驅(qū)動信號，送到驅(qū)動電路U2、U3的4腳，經(jīng)U2、U3內(nèi)部PMOS管放大后，從U2、U3的5、6腳輸出；另一方面，從BIT3105的9~10腳輸出N溝道MOS驅(qū)動信號，送到驅(qū)動電路U2、U3的2腳，經(jīng)U2、U3內(nèi)部NMOS管放大后，從U2、U3的7~8腳輸出。 在驅(qū)動脈沖的驅(qū)動下，U2、U3內(nèi)部的PMOS管和NMOS管交替導(dǎo)通與截止，并從U2、U3的5~8腳輸出脈沖信號，經(jīng)C14~C16加到T1、T2的一次繞組，經(jīng)T1、T2變換后，在T1、T3變壓器二次繞組輸出高壓。 從變壓器T1二次側(cè)輸出的高壓經(jīng)CN1、CN2的進(jìn)入燈管1和燈管2，點亮燈管。另外，從CN2的2腳輸出的電流經(jīng)R21、R22到地形成回路，并在R21、R22上端產(chǎn)生反饋電壓，經(jīng)D6、R7反饋至BIT3105的1腳內(nèi)部放大器反相輸入端，自動穩(wěn)定BIT3105內(nèi)部放大器的工作狀態(tài)。 從變壓器T2二次輸出的高壓經(jīng)CN3、CN4的進(jìn)入燈管3和燈管4，點亮燈管。另外，從CN4的2腳輸出的電流經(jīng)R19到地形成回路，并在R19上端產(chǎn)生反饋電壓，經(jīng)D5、R7反饋至BIT3105的1腳內(nèi)部放大器反相輸入端，自動穩(wěn)定BIT3105內(nèi)部放大器的工作狀態(tài)。 （3）亮度調(diào)節(jié)電路 R1、R2、R3、C10以及BIT3105內(nèi)部電路共同組成燈管亮度控制電路。需要控制燈管的亮度時，從主板送來PWM控制電壓ADJ經(jīng)R1、R2分壓，C10濾波和R3限流后，加到BIT3105的1腳，經(jīng)BIT3105內(nèi)部電路處理后，通過控制BIT3105的輸出的驅(qū)動脈沖占空比，達(dá)到亮度控制的目的。 （4）電流保護(hù)電路 CN1、CN2上的燈管1、燈管2的電流檢測電路由D1、R23、C18、R17以及BIT3105的4腳內(nèi)部電路組成。 當(dāng)燈管1、燈管2點亮后，將在R23上端形成檢測電壓，該電壓經(jīng)R17送到BIT3105的4腳；當(dāng)某種原因造成燈管1或燈管2電流減小時，在R23上端獲得的電壓下降，導(dǎo)致BIT3105的4腳電壓下降，下降至0.3V以下時，9~12腳停止輸出驅(qū)動脈沖，電路處于保護(hù)狀態(tài)。 CN3、CN4上的燈管3、燈管4的電流檢測電路由D2、R14、R15、R16、Q3、Q4以及BIT3105的4腳內(nèi)部電路組成。 當(dāng)燈管3、燈管4點亮后，將在R14上端形成檢測電壓，當(dāng)某種原因造成燈管3、燈管4電流減小時，在R14上端獲得的電壓下降，Q3柵極電壓下降，漏極電壓上升，進(jìn)而控制Q4漏電電壓下降，并送人BIT3105的4腳，當(dāng)4腳電壓下降到0.3V以下時，9~12腳停止輸出驅(qū)動脈沖，電路處于保護(hù)狀態(tài)。 |
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4.“BIT3106+全橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路”高壓板電路 “BIT3106+全橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路”構(gòu)成的高壓板電路如圖14所示。BIT3106是PWM控制芯片，其內(nèi)部電路相當(dāng)于由兩個BIT3105復(fù)合而成，如圖15所示，BIT3106引腳功能見表5.
圖14 “BIT3106+全橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路”高壓板電路
圖15 BIT3106內(nèi)部電路框圖 表5 BIT3106引腳功能
驅(qū)動控制電路由U1（BIT3106）及其外圍元器件組成。當(dāng)需要點亮燈管時，微控制器輸出的ON/OFF信號為高電平，控制Q1導(dǎo)通，其集電極輸出低電平，進(jìn)而使Q2導(dǎo)通，于是CN1的1、2腳輸入的Vin電壓經(jīng)R14、導(dǎo)通的Q2加到BIT3106的6腳和12腳，BIT3106內(nèi)部振蕩電路開始工作，振蕩頻率由8腳、9腳外接的定時電阻和定時電容值決定。振蕩電路工作后，產(chǎn)生振蕩脈沖，經(jīng)分頻后，加到內(nèi)部驅(qū)動電路，經(jīng)過變換整形后從13~16腳輸出，去全橋驅(qū)動電路。 （2）全橋驅(qū)動電路 全橋驅(qū)動電路用于產(chǎn)生符合要求要交流高壓，驅(qū)動CCFL工作，驅(qū)動電路由Q7A~Q10A、U2A、U3A、T1A~T3A和Q78~Q10B、U2B、U3B、T1B~T3B等元器件組成。其中，T1A~T3A、T1B~T3B為高壓變壓器；U2A、U3A、U2B、U3B均為復(fù)合場效應(yīng)管，即其內(nèi)部由兩個MOS管組成，一只為P溝道MOS管，另一只為N溝道MOS管。 由BIT3106內(nèi)部振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖，經(jīng)處理后從BIT3106的17腳、16腳、14腳、13腳輸出P溝道MOS驅(qū)動信號，從BIT3106的15腳、16腳輸出N溝道MOS驅(qū)動信號，驅(qū)動A、B兩組驅(qū)動電路工作。由于兩組驅(qū)動電路相同，下面僅以A組驅(qū)動電路為例進(jìn)行說明。 從BIT3106的18腳輸出的驅(qū)動信號經(jīng)Q4A放大，Q10A、Q8A推挽緩沖后，經(jīng)R21A加到U3A的4腳，經(jīng)內(nèi)部PMOS管放大后，從U3A的5~6腳輸出；從BIT3106的16腳輸出的信號經(jīng)R22A送到U3A的2腳， 經(jīng)內(nèi)部NMOS管放大后從U3A的7~8腳輸出； 從BIT3106的17腳輸出的信號經(jīng)Q3A放大，Q9A、Q7A推挽緩沖后，經(jīng)R18A加到U2A的4腳，經(jīng)內(nèi)部PMOS管放大后從U2A的5~6腳輸出； 從BIT3106的15腳輸出的驅(qū)動信號經(jīng)R19A送到U2A的2腳，經(jīng)內(nèi)部NMOS管放大后，從U2A的7~8腳輸出。 在驅(qū)動脈沖的驅(qū)動下，U2A、U3A內(nèi)部的MOS管交替導(dǎo)通與截止，并從U2A、U3A的5~8腳輸出脈沖信號，經(jīng)C10A、C11A、C24A加到T1A~T3A的一次繞組，經(jīng)T1A~T3A變換后，在T1A~T3A變壓器二次繞組輸出高壓。 從變壓器T1A二次輸出的高壓經(jīng)CN5的1腳進(jìn)入A組燈管1，電流從CN5的3腳輸出，經(jīng)R24A、R25A到地形成回路，A組燈管1被點亮。為保證背光燈亮度穩(wěn)定，在R25A上端產(chǎn)生的電壓作為負(fù)反饋信號，反饋至BIT3106的29腳內(nèi)部放大器反相輸入端，自動穩(wěn)定BIT3106內(nèi)部放大器的工作狀態(tài)。 從變壓器T2A輸出的高壓經(jīng)CN5的2腳進(jìn)入A組燈管2， 電流從CN5的4腳輸出，經(jīng)R24B、R25B到地形成回路，A組燈管2被點亮。為保證背光燈亮度穩(wěn)定，在R25B上端產(chǎn)生的電壓作為負(fù)反饋信號，反饋至BIT3106的29腳內(nèi)部放大器反相輸入端，自動穩(wěn)定BIT3106內(nèi)部放大器的工作狀態(tài)。 從變壓器T3A輸出的高壓經(jīng)CN4的1腳進(jìn)入A組燈管3， 電流從CN4的2腳輸出，經(jīng)R24C、R25C到地形成回路，A組燈管3被點亮。為保證背光燈亮度穩(wěn)定，在R25C上端產(chǎn)生的電壓作為負(fù)反饋信號，反饋至BIT3106的29腳內(nèi)部放大器反相輸入端，自動穩(wěn)定BIT3106內(nèi)部放大器的工作狀態(tài)。 （3）亮度調(diào)節(jié)電路 R1、R3、R40、D2A、D2B、R38、R39共同組成A、B燈管單元亮度控制電路。需要控制燈管亮度時，從主板送來的PWM控制電壓ADJ從CN1的4腳輸入，經(jīng)R1、R3分壓，C23濾波和R40限流后，分別由D2A、R38和D2B、R39加到BIT3106的29腳、2腳，經(jīng)BIT3106內(nèi)部電路處理后，通過控制BIT3106輸出的驅(qū)動脈沖占空比，達(dá)到亮度控制的目的。 （4）保護(hù)電路 ①電流保護(hù)電路：A組三只燈管過電流保護(hù)電路由D3A、D3B、D3C、Q5A、Q5B、Q5C及BIT3106的27腳內(nèi)部電路等組成。 接在CN5的1、3腳上的A組燈管1點亮后，將在R24A、R25A上端形成檢測電壓，該電壓經(jīng)D3A、R33A、R32A分壓后，送到Q5A柵極；接在CN5的2、4腳上的A組燈管2點亮后，將在R24B、R25B上端形成檢測電壓，該電壓經(jīng)D3B、R33B、R32B分壓后，送到Q5B柵極；接在CN4的1、2腳上的A組燈管3點亮后，將在R24C、R25C上端形成檢測電壓，該電壓經(jīng)D3C、R33C、R32C分壓后，送到Q5C柵極。 Q5A、Q5B、Q5C共同組成串聯(lián)式電流檢測電路。當(dāng)某種原因造成A組3根燈管或其中一個燈管電流減小時，在R25A、R25B、R25C上端獲得的電壓下降，Q5A、Q5B、Q5C組成的串聯(lián)式電流檢測電路電流下降，Q6A的柵極電壓上升，其導(dǎo)通程度增強(qiáng)，Q6A的D極電壓下降，并送入BIT3106的27腳，當(dāng)27腳電壓下降到0.3V時，17~18腳輸出的脈沖被切斷，電路處于保護(hù)狀態(tài)。 B組燈管電流檢測保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)及工作原理與A組完全相同。所以，A組或B組三只燈管中，只要任意一只燈管電流下降或燈管開路，都將造成相應(yīng)電流檢測電路動作而保護(hù)。 ②過電壓保護(hù)電路：過電壓保護(hù)電路主要用于檢測變壓器輸出的高壓是否異常升高。 BIT3106有兩個過電壓檢測端口，分別為BIT3106的5腳、26腳，26腳用于檢測T1A、T2A、T3A輸出的高壓。5腳用于檢測T1B、T2B、T3B輸出的高壓。下面以A組高壓保護(hù)電路為例進(jìn)行說明。 T1A輸出的交流高壓經(jīng)C30、C31分壓，再經(jīng)D4整流，形成第一路電壓；T2A輸出的交流高壓經(jīng)C33、C34分壓，再經(jīng)D5整流，形成第二路電壓；T3A輸出的交流高壓經(jīng)C37、C38分壓，再經(jīng)D6整流，形成第三路電壓。三路電壓經(jīng)R12A、R23A分壓和C12A濾波后，送入BIT3106的26腳。當(dāng)T1A、T2A、T3A同時或任意一組二次側(cè)輸出的高壓由于某種原因升高時，都會導(dǎo)致BIT3106的26腳電壓升高，當(dāng)高于2V時，經(jīng)BIT3106內(nèi)部電路處理后，將控制17~18腳停止輸出驅(qū)動脈沖，從而達(dá)到過電壓保護(hù)的目的。 四、 “PWM控制芯片+半橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路”構(gòu)成方案 相比全橋結(jié)構(gòu)，半橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路最大的好處是每個通道少用了兩只MOS場效應(yīng)管，如圖16所示。但是，它需要更高變比的變壓器，這會增加變壓器的成本。
圖16半橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動電路示意圖 電路工作時，驅(qū)動控制IC的控制下，從Vg1、Vg2端輸出開關(guān)脈沖，控制V1與V2交替導(dǎo)通，使變壓器一次側(cè)形成交流電壓。改變開關(guān)脈沖的占空比，就可以改變V1、V2導(dǎo)通與截止時間，從而改變變壓器的儲能，也就改變了輸出的電壓值。 在液晶彩電中，采用半橋結(jié)構(gòu)的逆變電路較少，這里不再舉例分析。 |
