“PWM控制IC＋Rover结构驱动电路”高压板

　　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。