“PWM控制IC+Rover结构驱动电路”高压板

时间:2009-06-16

  采用“PWM控制IC+Royer结构驱动电路”的高压板中,驱动电路采用Royer结构形式,PWM控制IC主要采用TL1451、BA9741、BA9743、SP9741、BIT3101、BlT3102、TL494、KA7500等,下面结合实际高压板电路进行分析。(图标记按图顺序)
  1.由TL1451组成的高压板电路
  TL1451是一个PWM控制IC,在开关电源、逆变电路中有着广泛的应用。该芯片由基准电源、振荡器、误差放大器、定时器和PWM比较器等部分组成。利用TL1451可以组成各种开关电源和控制系统,不仅能使开关电源和控制系统简化,容易维修,降低成本,更重要的是能降低系统的故障率,提高系统设备运行的可靠性。
  TL1451为双通道驱动控制电路,可输出两路PWM控制脉冲,分两路驱动电路进行控制,每路驱动电路均可驱动两个CCFL工作。TL1451适应的电源电压范围宽,可以在3.*0V的单电源下工作,具有短路和低电压误动作保护电路。TL1451的内部电路框图如图1所示,引脚功能见表2。另外,与TL1451内部电路和引脚功能基本一致的还有BA9741、SP9741等。

  图1 TL1451的内部电路框图
  表2 TL1451 引脚功能



  图3 所示是由TL1451组成的高压板实际应用电路。这是典型“PWM控制芯片+Royer结构驱动电路”形式。
  (1)控制电路
  控制电路由PWM控制芯片U201(TL1451)及其外围元器件组成。
  在需要点亮显示器时,微控制器输出的ON/OFF信号为高电平,控制晶体管Q201、Q202导通,于是,由开关电源产生的12V直流电压经导通的Q202加到U201(TL1451)的供电端9脚。TL1451得电后,其内部基准电压源先工作,输出2.5V的基准电压,不但供给TL1451片内电路,还通过16脚输出,供给片外部电路作基准电压。然后,TL1451启动内部振荡电路开始工作,其振荡频率由1、2脚外接的定时电阻R204、定时电容C⒛8大小决定。振荡电路工作后,产生振荡脉冲,加到PWM比较器1和PWM比较器2,经过变换整形后从7、10脚输出PWM脉冲,去两路DC/DC变换电路。
  (2)直流变换电路
  直流变换电路共两路,分别由Q⒛5、Q207、Q203、D⒛1、L201和Q⒛6、Q⒛8、Q204、D⒛2、L202组成,其作用是将输入的12Y直流电压变换为可控的直流电压,为功率输出管(Q209、Q210和Q211、Q212)供电。由于两路的工作原理相同,这里只分析其中一路(TL1451的10输出的一路)的工作情况。
  图3  由TL1451组成的高压板实际应用电路


  电路的工作情况如下:U201(TL1451)的10脚输出的PWM激励脉冲,经Q205、Q207组成的图腾柱电路推挽放大,R216、C211耦合,加到P沟道场效应开关管Q203的栅极,使开关管Q203工作在开关状态。Q203导通时,12V电压经场效应管Q203的S、D极、电感L201,升压变压器PT201的4~5和4~2绕组分别加到功率输出管Q209、Q210的集电极,为Q209、Q210供电;Q203截止期间,由于电感中的电流不能突变,所以L201通过自感产生右正、左负的脉冲电压,于是,L201右端正的电压经PT201的4~5和4~2绕组、输出管Q209或Q210的CE结、续流二极管D201、L201左端构成放电回路,释放能量,继续为输出管Q209、Q210供电。
  从以上分析可以看出,这是一个开关降压型DC/DC变换器。
  (3)驱动电路
  驱动电路(共两路)用于产生符合要求的交流高压,驱动CCFL工作,主要由驱动输出管(Q209、Q210和Q211、Q212)、升压变压器(PT201和PT202)等组成,下面以其中的一路(Q209、Q210、RT201)为例进行介绍。                      
  从图3 中可以看出,由Q209、Q210、RT201等元器件组成的电路是一个典型Royer结构的驱动电路,即自激式多谐振动振荡器。电路靠变压器、反馈绕组同名端的正确连接来满足自激振荡的相位条件,即满足正反馈条件。满足振幅条件,一是靠合理选择电路参数,使放大器建立合适的静态工作点,其次是改变反馈绕组的匝数,或它与绕组之间的耦合程度,以得到足够强的反馈量。稳幅作用是利用晶体管的非线性来实现的。
  由自激式振荡电路产生的正弦波电压,经变压器PT201感生出高压,通过C215、C216及接插件CN⒛2给CCFL供电。因为变压器耦合自激振荡电路振荡波形为标准的正弦波,恰好适合CCFL的供电要求,因此可以简化末级电路的设计。
  (4)亮度调节电路
  U201(TL1451)的4脚、13脚为亮度控制端,由于这两路控制信号的控制过程相同,这里只以13脚的亮度控制信号为例进行分析。
  当需要调节亮度时,由微控制器输出的DIM控制脉冲发生变化→经R201、C203低通滤波后产生的直流电压发生变化→TL1451的13脚电压发生变化→TL1451的10脚输出脉冲的占空比发生变化一Q205、Q207的基极电压发生变化→Q203的栅极电压发生变化→Q203输出的供电电压发生变化→Q209、Q210振荡的幅度发生变化→PT201输出的高压发生变化→CCFL两端的电压发生变化,从而达到调节CCFL亮度的目的。
  (5)保护电路
  ①过电压保护电路:当某种意外原因造成Q203输出的电压过高时,稳压管D203击穿,经R220、B222分压,使加到TL1451的11脚电压上升,通过内部电路控制TL1451的10脚停止输出PWM脉冲,从而达到保护的目的。
  同理,当某种意外原因造成Q204输出的电压过高时,稳压管D204击穿,经R221、R223分压,使加到TL145l的6脚电压上升,通过内部电路控制TL145j的7脚停止输出PWM脉冲,从而达到保护的目的。
  ②欠电压保护电路:当系统刚上电或者意外原因使TL145l供电电压不足3.6V时,其输出驱动晶体管很可能因为导通不良而损坏,因此,TL1451内部设置了欠电压保护电路(UVL0),欠电压保护电路启动后,将切断TL1451的7脚、lO脚输出的PWM脉冲,从而达到保护的目的。
  ③过电流保护电路:过电流保护电路用来保护CCFL不致因电流过大而老化或损坏,这
里以CN202一路为例进行说明。
  PT201产生的高压经过CN202所接的CCFL灯后,将在R236两端产生随工作电流变化的交流电压,电流越大,R236两端电压越高,此电压经过D207整流、R240、C221滤波后,加到TL1451的14脚;若CCFL的工作电流过大,会使TL1451的14脚升高很多,当达到一定值时,经TL1451内部处理,会控制TL1451的10脚停止输出PWM脉冲,从而达到保护的目的。
  ④平衡保护电路:TL1451的5、12脚内部有一个电压比较器,电压比较器具有两个同相输入端和一个反相输入端,电压比较器的反相输入端接基准电压(2.5V)的一半(1.25V),电压比较器两个同相输入端分别和误差放大器1和误差放大器2的输出端相连,因此,电压比较器能够检测出两个误差放大器输出电压的大小,只要其中一个高于基准电压的一半(1.25V)时,电压比较器的输出即为高电平;该输出电压触发定时回路,从而使基准电压通过15脚向电容C207充电;当C207上的电压达到晶体管的一定电压时,内部触发器置位,控制7脚、10脚停止输出PWM脉冲,从而保护了后级电路和设备。
  2.由BIT3101组成的高压板电路
  由BIT3101组成的高压板电路如图4 所示。

  图4 由BIT3101组成的高压板电路


  从图4 中可以看出,这是一个典型的“PWM控制芯片+Royer结构驱动电路”高压板电路。图中的BIT3101是PWM控制IC,其引脚功能见表2。

  3.由BIT3102组成的高压板电路
  BIT3102与BIT3101工作原理类似,主要区别是,BIT3101为互相独立的两个通道,而BIT3102则为单通道,由BIT3102组成的高压板电路如图5 所示,这也是一个“PWM控制芯片+Royer结构驱动电路”高压板电路。
  图中,PWM控制IC BIT3102引脚功能见表6。


 


  
上一篇:二极管的识别与检测
下一篇:ACTEL FPGA在便携式系统中的应用分析

免责声明: 凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处。非本网作品均来自互联网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

相关技术资料