1、LCD -TV電源逆變器工作原理,京安學(xué)院 劉英才,內(nèi)部資料 勿言拷貝,目錄,1、簡(jiǎn)述.,簡(jiǎn)述,液晶顯示非自體發(fā)光器件，需要靠背光源產(chǎn)生可視的圖像，LCD電視通常用冷陰極熒光燈（CCFL）提供光源。 冷陰極熒光燈具有管徑細(xì)、壽命長(zhǎng)、光效高；且不受啟動(dòng)次數(shù)的影響等優(yōu)點(diǎn)。因此CCFL是目前最高效的顯示器件背景照明光源。 為了最大化燈管的壽命，需要采用交流波形驅(qū)動(dòng)CCFL，為了最大化其效率(光輸出與輸入電功率之比)，需要用接近正弦的波形驅(qū)動(dòng)燈管 。 電源逆變器的功能即是將直流電源電壓變成驅(qū)動(dòng)CCFL的頻率約為40kHz80kHz的交流電流波形 。,電源逆變器示意圖,DC-AC INVERTER,Vi

2、n,Vout,Iin,Iout,CCFL,逆變器,電源逆變器原理框圖,控制 信號(hào),驅(qū)動(dòng) 芯片,開(kāi)關(guān) 電路,諧振 電路,負(fù)載 CCFL,電源 供電,電壓反饋,電流反饋,電源供電,LCD TV22寸及以下 12V、14V等 LCD TV26寸及以上 24V Lips二合一電源 24V、120V、400V,CCFL,形狀：I形、L形、U形、W形 物理特性： 內(nèi)部密封惰性氣體和水銀的氣體放電管，當(dāng)兩端加上電壓時(shí)，因發(fā)生電離而發(fā)出可見(jiàn)光。 電氣特性：,CCFL,點(diǎn)燈曲線 工作曲線,CCFL,冷陰極管在開(kāi)始崩潰前等效阻抗為一極大阻抗（約100M），一旦崩潰后阻抗急劇下降為低阻抗（約100K）。因此需要一個(gè)

3、滿足CCFL崩潰前后的電壓與頻率曲線。高阻抗時(shí)提供高電壓高頻率，低阻抗時(shí)提供低電壓低頻率來(lái)減小變壓器的匝數(shù)比和提高逆變器的效率。,諧振電路,串聯(lián)諧振 并聯(lián)諧振 串并聯(lián)諧振,諧振電路（串聯(lián)諧振）,電路圖 波特圖 回路的增益(dB) 表示為頻率的函數(shù),諧振電路（并聯(lián)諧振）,電路圖 波特圖,諧振電路（串并聯(lián)諧振）,電路圖 波特圖,諧振電路,諧振電路的變換,諧振電路,開(kāi)關(guān)電路,推挽電路（PUSH-PULL） 半橋電路（HALF-BRIDGE） 全橋電路（FULL-BRIDGE）,推挽電路（ PUSH-PULL ）,電路形式,半橋電路（HALF-BRIDGE）,電路形式,全橋電路（FULL-BRIDGE

4、）,電路形式,驅(qū)動(dòng)芯片,芯片廠商：OZ、MPS 、BITEK、ROHM、 Microsemi 、MAXIM、Fairchild等 芯片功能： 允許/禁止、軟啟動(dòng)、點(diǎn)燈/正常頻率設(shè)定、開(kāi)燈保護(hù)OLP/過(guò)壓保護(hù)OVP/過(guò)流保護(hù)OCP、模擬/數(shù)字調(diào)光等,控制信號(hào),ON/OFF：CPU送過(guò)來(lái)的直流電平，接到驅(qū)動(dòng)芯片的enable腳，允許/禁止芯片工作 Dim：分模擬和數(shù)字調(diào)光 模擬調(diào)光：CPU送來(lái)的直流電平控制驅(qū)動(dòng)芯片輸出的開(kāi)關(guān)頻率的脈沖占空比，使次級(jí)流過(guò)CCFL燈管的交流電流波形幅度發(fā)生變化來(lái)調(diào)光（電流波形連續(xù)）。因占空比調(diào)整范圍有限，所以調(diào)光范圍窄。,控制信號(hào),數(shù)字調(diào)光：內(nèi)部數(shù)字調(diào)光和外部數(shù)字調(diào)光

5、 內(nèi)部數(shù)字調(diào)光：CPU給出控制的直流電平送到驅(qū)動(dòng)芯片，驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)100Hz250Hz左右的LPWM（工作期內(nèi)的開(kāi)關(guān)頻率仍然是40KHz80KHz左右），調(diào)整直流電平，可以控制該LPWM的占空比來(lái)調(diào)整CCFL燈管電流（電流波形是不連續(xù)的）。,控制信號(hào),外部數(shù)字調(diào)光：CPU直接產(chǎn)生一個(gè)100Hz250Hz左右的LPWM脈沖波形送到驅(qū)動(dòng)芯片，通過(guò)控制該LPWM脈沖波形的占空比去控制芯片輸出的開(kāi)關(guān)頻率的間歇頻率的占空比來(lái)調(diào)整電流。,電壓反饋,電流反饋,實(shí)例分析,以公司自己開(kāi)發(fā)的LIPS22二合一電源為例，著重分析逆變器部分 LIPS22電源輸入12V/2.5A左右，電壓范圍10.813.2V

6、 輸出4燈，直形燈管 啟動(dòng)時(shí)，燈管兩端電壓1.9kV ，f60kHz 正常工作時(shí)，燈管兩端電壓 780Vrms/7mA ，f43kHz LPWM間歇頻率125Hz左右 具有OLP開(kāi)燈保護(hù)、OVP過(guò)壓保護(hù)、2K電阻高壓端對(duì)地保護(hù),OZ9938/OZ9939,OZ9938為正調(diào)光，OZ9939為負(fù)調(diào)光，Pin To Pin Pin1（DRV1）為MOSFET的驅(qū)動(dòng)輸出腳 Pin2（VDDA）為芯片5V電壓輸入腳 Pin3（TIMER）設(shè)定點(diǎn)燈時(shí)間和保護(hù)關(guān)機(jī)延遲時(shí)間 由該腳外接到地的電容值決定點(diǎn)燈時(shí)間，在該腳電壓值達(dá)到3.0V后燈仍未點(diǎn)亮，則芯片停止工作并鎖死 當(dāng)開(kāi)燈保護(hù)被觸發(fā)后，該腳被內(nèi)部電流源充

7、電，達(dá)到3.0V后，驅(qū)動(dòng)輸出關(guān)斷并鎖死 當(dāng)過(guò)壓過(guò)流保護(hù)被觸發(fā)后，同樣地，該腳電壓達(dá)到3.0V后，芯片停止工作并鎖死,OZ9938/OZ9939,Pin4（DIM）調(diào)光信號(hào)電平輸入腳 該腳電壓1.5V時(shí)，數(shù)字調(diào)光的LPWM的占空比為100；0.1V時(shí)，占空比為0 當(dāng)Pin11（LCT）腳電壓3.0V時(shí)，該腳模擬調(diào)光的直流電壓為0.5V1.25V，電壓幅度正比于燈管電流 當(dāng)Pin11（LCT）腳電壓在0.5V1.0V時(shí)，該腳輸入外接的LPWM脈沖實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)光 Pin5（ISEN）燈管電流檢測(cè)反饋和燈管點(diǎn)亮監(jiān)測(cè)腳 當(dāng)該腳電壓0.7V或者Pin6（VSEN）腳電壓Pin7（OVPT）電壓時(shí)，燈管未點(diǎn)亮

8、 當(dāng)該腳電壓1.2V并且Pin6（VSEN）腳電壓 Pin7（OVPT）電壓時(shí)，燈管點(diǎn)亮。正常工作后，該腳作為燈管電流反饋的檢測(cè)腳,OZ9938/OZ9939,Pin6（VSEN）燈管電壓反饋檢測(cè)腳 在點(diǎn)燈期內(nèi)，當(dāng)該腳電壓達(dá)到3.0V時(shí)，該腳作為電壓反饋腳進(jìn)行變壓器輸出電壓穩(wěn)壓 在正常工作時(shí)，當(dāng)某種原因?qū)е略撃_電壓升高到Pin7（OVPT）電壓時(shí)，關(guān)機(jī)保護(hù)將被觸發(fā)，之后如前Pin3（TIMER）2、3所述。 Pin7（OVPT）過(guò)壓過(guò)流保護(hù)閥值設(shè)定腳 通過(guò)外部電阻設(shè)置過(guò)壓過(guò)流保護(hù)的閥值電壓(3.0V) Pin8、Pin9空腳 Pin10（ENABLE）芯片ON/OFF控制腳 該腳電壓大于2.0V芯片工作，小于1.0V時(shí)芯片停止工作 Pin11（LCT）內(nèi)部調(diào)光的LPWM頻率設(shè)定和數(shù)模調(diào)光選擇腳,OZ9938/OZ9939,由該腳外接到電源VDD的電阻和到地的電容決定內(nèi)部數(shù)字調(diào)光的LPWM的頻率 數(shù)模調(diào)光功能選擇如前Pin4（DIM）內(nèi)所述 Pin12（SSTCMP）軟啟動(dòng)和環(huán)路補(bǔ)償腳 由該腳外接到地的電容實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)功能，并且該腳電壓值決定輸出驅(qū)動(dòng)MOSFET的開(kāi)關(guān)頻率PWM的占空比 Pin13點(diǎn)燈啟動(dòng)頻率和正常工作頻率設(shè)定腳 由該腳外接到電壓端的電阻和該腳外接到地端的電容決定 Pin14（GNDA）模擬信號(hào)地腳 Pin15（DRV2）MOSFET驅(qū)動(dòng)輸出腳 該