MP3389電路講解

1、吳善龍第 16 頁2021-11-10 流行LED背光電路的原理與維修背光電路采用MP3389，電路極為簡化，所用無器件很少，故障率極低。在目前的LED液晶電視機中很流行。MP3389工作原理介紹共有12個引腳輸出，分別驅(qū)動12路LED燈，每路最大驅(qū)動電流是60毫安。為能自動穩(wěn)定LED燈的電流達到恒定，設(shè)計有一個升壓器為LED燈條供電，升壓器的頻率固定，頻率可編程通過IC外接一個電阻。需要外接一個功率MOS管完成升壓變換。輸入電源電壓5-28V，通過IC外接一個電阻，設(shè)定每路LED的驅(qū)動電流。IC內(nèi)有12個電流源，以平衡12路LED電流均等，每路間不平衡度不超過2.5%，每路最大輸出驅(qū)動電流6

2、0MA。每路LED燈調(diào)節(jié)電路壓降僅0.55V，以降低功率損耗提高電源效率。該IC的調(diào)光方式分為PWM脈寬調(diào)光和直流電壓調(diào)光DC。在IC外接一個電容，用于設(shè)定調(diào)光頻率。IC有LED開路和短路保護。過壓保護可編程，欠壓保護鎖定。上圖：芯片的11-22腳共12路驅(qū)動輸出，分別外接1路LED燈條。2腳：供電腳，5V-28V。實測：13V。當(dāng)2腳的供電低于5.5V時，芯片內(nèi)部的欠壓保護電路啟動，芯片進入休眠狀態(tài)。3腳：芯片內(nèi)部有5V穩(wěn)壓電路，該腳的5V的VCC電壓，為芯片內(nèi)部的電路供電。實測：4.93V，當(dāng)芯片檢測到故障時，該腳電壓下降到0V。只有2腳的供電大于5.5V，就能保障3腳的5V穩(wěn)壓輸出。4腳

3、：環(huán)路頻率補償。實測：1.46V5腳：使能控制端。 實測：3.15V6腳：亮度控制輸入端，可以是PWM調(diào)寬脈沖，也可能是直流電壓0.2-1.2V. 實測：2.9V.8腳：升壓電路開關(guān)頻率設(shè)置端，該頻率設(shè)置恰當(dāng)，可以減小電路板的尺寸、提高升壓電路的效率，實際該頻率選在200K左右。該腳電壓被控制在1.23V.實測：1.24V。9腳：LED燈串電流設(shè)置腳，1.22V. 實測：1.23V.10腳：LED亮度調(diào)制頻率設(shè)置腳。當(dāng)6腳輸入的調(diào)光信號是直流電壓時，該腳到地接一個定時電容器。當(dāng)6腳輸入的調(diào)光信號是PWM波時，該腳到地接一個100K電阻。實測0.7V11-22腳：12路LED燈串驅(qū)動輸出端。外接

4、LED燈串的負(fù)極，芯片內(nèi)部是MOS管漏極開路輸出端.實測：11-13腳到地電壓1V，14-16到地電壓：0.85V。17-19到地電壓：0.62V。 20-22腳到地電壓：1V。23腳:過壓保護取樣輸入端。外接升壓電路輸出端的取樣分壓電阻。該腳電壓升高到1.23V時，觸發(fā)芯片內(nèi)部的保護電路啟動。實測到地電壓：0.9V。24腳：LED燈串電流檢測輸入端。在貯能電感上串聯(lián)一個電流檢測電阻，以檢測電感電流的峰值不超過額定值。實測：0.08V。 26腳:輸出驅(qū)動脈沖到升壓開關(guān)管的G極，驅(qū)動升壓電路N-MOS開關(guān)管。實測1.88V27腳：輸出P-MOS管驅(qū)動脈沖，當(dāng)芯片正常工作時，該腳驅(qū)動外部的P-MO

5、S管導(dǎo)通為升壓電路、LED燈條供電。發(fā)生故障時，切斷外接的P-MOS管，切斷升壓電路和LED燈條的供電。實測：7.43V.上圖中來自電源板的背光供電加到芯片的2腳，在內(nèi)部經(jīng)穩(wěn)壓后，在3腳得到穩(wěn)壓后的5V電壓。該電壓供芯片內(nèi)部電路供電。芯片開始工作后，在內(nèi)部時鐘的作用下，從26腳輸出高電平，加到升壓開關(guān)管的G極，升壓開關(guān)管導(dǎo)通。芯片8腳內(nèi)部是一個鋸齒波發(fā)生器，產(chǎn)生的鋸齒波電壓向上進入一個加法器，升壓開關(guān)管電流在MOSFET管S極產(chǎn)生的電流檢測電壓加到到芯片的24腳，經(jīng)電流檢測放大器放后向左也加到加法器的輸入端，兩者電壓相加后，其電壓和，向上加脈寬調(diào)制PWM比較器的正輸入端，芯片的11腳到22腳，

6、外接12路LED燈條的負(fù)極，12路LED燈條的電流從11-22腳流入芯片，在芯片內(nèi)部的LED燈條電流控制電路中，轉(zhuǎn)化成反應(yīng)12路LED燈條電流的電壓，向上加到反饋控制電路，該控制電路選擇出最小的LED燈條電流反饋電壓MIN和最大的LED燈條電流反饋電壓MAX，其中的最小反饋電壓MIN從左下角輸出加到誤差放大器EA的負(fù)相輸入端，EA的正相輸入端接固定電壓0.6V，作為放大器的基準(zhǔn)電壓，誤差放大器EA的輸出，加到脈寬調(diào)制PWM的負(fù)輸入端。當(dāng)升壓開關(guān)管的電流增大到上限時，芯片24腳的電壓較高-電流檢測放大器的輸出電壓升高-加法器的輸出電壓升壓-PWM正輸入端升高-控制邏輯的輸入電壓升高-芯片26腳輸

7、出跳到低電平-關(guān)斷升壓開關(guān)管。MP3389工作在一個預(yù)先設(shè)定的恒定頻率上，芯片供電后，首先檢測外部電路是否連接正常 ，然后從27腳（有的機型27腳功能未用，空置）驅(qū)動外接的P-MOS管慢慢導(dǎo)通，然后芯片監(jiān)視是否過壓、升壓二極管是否連接正常、升壓輸出是否短路到地。如果OVP端低于70MV，芯片將不工作。并且關(guān)斷外部的P-MOS管。如果監(jiān)視電路正常 ，則軟啟動升壓電路。在調(diào)光信號和供電正常之后再啟動升壓電路。從上面的分析可看出：當(dāng)PWM比較器的正輸入端電壓升高時，關(guān)斷升壓管。當(dāng)負(fù)輸入端的電壓升高時，接通升壓開關(guān)管。正輸入端的電壓來自于升壓開關(guān)管的S極電流反饋，這就能夠防止開關(guān)管過流而燒壞。負(fù)輸入端

8、的電壓正比于12路LED燈條電流最小的哪一路反饋電壓MIN。當(dāng)MIN電壓低于0.6V時，EA放大器的輸出將升高，這使PWM比較器的負(fù)輸入端升高，通過控制邏輯電壓的處理，將使26腳更早的輸出高電平，從而使升壓開關(guān)管導(dǎo)通時間變寬，升壓電路的輸出電壓升高，從而使供給12路LED燈條的電壓升高，把LED燈條的電流增大到額定值。這就形成了對LED燈條的恒流驅(qū)動。之所以選用12路LED燈條中電流最小的哪一路作為升壓電路的控制電壓，是為了讓12路LED燈條都能得到足夠高的供電。上面提到EA放大器的基準(zhǔn)電壓是0.6V，為此，芯片構(gòu)成的LED燈條穩(wěn)流環(huán)路，將把11-22腳其中最低的腳電壓控制在0.6V，經(jīng)筆者實

9、測也是如此。11-22腳中電壓最低的腳沒有低于0.6V的，而是穩(wěn)定在0.6V，其余的腳全在0.6V以上，1V以下。這說明LED發(fā)光管的導(dǎo)通電流有分散性。當(dāng)LED燈條中串聯(lián)的LED燈珠數(shù)量少時，芯片的負(fù)載變輕，芯片內(nèi)部環(huán)路就會自動把26腳輸出的驅(qū)動脈沖寬度變窄，降低升壓電路的輸出電壓-降低LED燈串的供電電壓，以自動保持LED燈串的電流在最佳數(shù)值上，不會因為LED燈條串聯(lián)燈珠數(shù)量的減少出現(xiàn)電流變大的現(xiàn)象。當(dāng)串聯(lián)燈珠的數(shù)量減少到很少時，升壓電路進入脈沖間歇工作模式，升壓電路幾乎不再升壓，此時升壓電路的輸入電壓與輸出電壓接近相等。背光高度調(diào)節(jié)：芯片的6腳輸入背光亮度調(diào)節(jié)電壓，10腳到地接一個振蕩定時

10、電容。改變該電容的容量，把調(diào)光調(diào)制頻率設(shè)置在大約200HZ，10腳內(nèi)部的振蕩器是一個鋸齒波振蕩器，輸出的鋸齒波電壓輸入到調(diào)光比較器的負(fù)輸入端，6腳輸入的調(diào)光電壓加到正輸入端，調(diào)光比較器輸出的是脈寬受調(diào)制的方波，加到LED電流控制器。當(dāng)6腳輸入的直流電壓升高時，調(diào)光比較器輸出的方波變寬，11-12腳外接的LED燈條發(fā)光時間變寬，人眼看到的背光變亮。反之，變暗。LED燈條開路保護：是通過芯片的過壓保護功能來實現(xiàn)的。升壓電路的輸出通過分壓取樣電路反饋到芯片的23腳，如果第11腳外接的燈條開路，11腳的電壓必將降到0V，芯片內(nèi)部這一路LED燈條電流反饋電壓降到最低，這會使芯片26腳輸出的脈沖增寬，升壓

11、電路輸出升高，直到芯片的過壓檢測輸入端23腳達到過壓門限，此時，芯片邏輯電路再看11-22腳中哪幾個腳電壓低于0.18V，凡是低于0.18V的引腳，其外接的LED燈條肯定已開路。這一步稱之為劃分開路腳。芯片其余各腳的LED燈串電流反饋電壓中，選擇出最高的引腳電壓用來控制升壓電路的工作。如果全部的LED燈條都開路了，芯片將讓升壓電路關(guān)閉。LED燈條短路保護：芯片監(jiān)視11-22腳的電壓，以判斷燈條內(nèi)部的燈珠是否有短路發(fā)生。如果一個或更多的LED燈條有短路發(fā)生，芯片相對應(yīng)的引腳電壓將會升高，只要不高于5.5V，芯片內(nèi)中的邏輯電路都會容忍引腳電壓的升高繼續(xù)工作，如果燈條內(nèi)部短路導(dǎo)致芯片相對應(yīng)的引腳電壓

12、高于5.5V，芯片視為該引腳外接的燈條發(fā)生了嚴(yán)重短路，當(dāng)短路持續(xù)存在大于512個時鐘周期時，這個燈條被劃分為壞燈條，并且斷開這個燈條到地的通路，讓這個燈條停止工作。如果全部燈條的都發(fā)生了短路，芯片將停止工作關(guān)閉升壓電路。升壓電路的頻率是200K，LED背光驅(qū)動電路，是一個穩(wěn)流電路?？梢苑€(wěn)定LED燈串的電流在LED燈珠的額定電流上。該電流的大小不隨背光的亮度而變化，即調(diào)節(jié)背光亮度時，LED燈串的電流是穩(wěn)定不變的，只是調(diào)節(jié)LED燈串的發(fā)光與關(guān)斷的時間占空比來達到調(diào)節(jié)背光的亮度。上圖中：MP3389從11-22腳共有12路驅(qū)動，驅(qū)動4個LED燈條，芯片MP3389的12路驅(qū)動每3路并接成一路，12個

13、引腳分成4組，每組分別驅(qū)動一個LED燈條。上圖中來自電源板的背光供電通過升壓電感L1、升壓二極管D1，加在R10A、R10B分壓電路上，分得的電壓加到芯片的過壓保護輸入端23腳，在通電后，芯片首先檢測23腳的電壓，如果該電壓低于70毫伏，芯片將進入保護關(guān)機狀態(tài)。只有高于70毫伏，芯片才會進入工作狀態(tài)。芯片內(nèi)部的軟啟動電路工作，升壓電路開始隨之工作，為LED燈條供電。只有當(dāng)來自電源板的背光電路供電和來自主板的調(diào)光電壓加到背光板后，背光開啟BL-ON電壓才能加到芯片上，否則會引起背光電路的工作混亂。上圖中，ON/OFF是來自主板的背光開啟控制電壓，加到芯片的使能端5腳，背光開時為3V。DIM是來自

14、主板的背光亮度調(diào)節(jié)電壓，加到芯片的6腳，背光正常發(fā)光時是2.9V。8腳到地外接的R、C，用于設(shè)定26腳輸出的驅(qū)動脈沖頻率，控制升壓開關(guān)管的導(dǎo)通與截止。9腳到地的電阻，用于設(shè)定LED背光燈串的工作電流。10腳到地是三角波電壓，用于調(diào)節(jié)LED燈串發(fā)光的時間寬度的占空比，從而達到調(diào)節(jié)LED光的亮度。MP3389共有12個輸出腳：11-22腳，用于驅(qū)動外接的LED發(fā)光燈串。上圖中共用3個LED燈串，輸入的14.5V電源電壓加到芯片2腳為芯片供電，芯片工作后從從26腳輸出驅(qū)動脈沖加到升壓開關(guān)管Q801的G極，Q801、L801、D801組成升壓電路，14.5V電源電壓經(jīng)升壓后，由D801負(fù)極輸出升壓后的

15、電壓，通過插座供給3個LED燈串的正極供電。3個LED燈串的負(fù)極分別經(jīng)插座與芯片的12個驅(qū)動輸出腳相連。在芯片的11-22腳內(nèi)部，有監(jiān)控電路檢測這12個引腳到的反饋電壓，當(dāng)有某一個引起低于0.18V，或高于5.5V時，都會引起內(nèi)部保護電路的動作。LED背光燈珠短路保護的原理：當(dāng)?shù)诙€LED燈串中有兩個LED燈珠短路時，與該燈串相接的芯片驅(qū)動輸出腳電壓將升高到大于5.5V，在芯片內(nèi)部的監(jiān)控電路檢測到這一升高的電壓，當(dāng)時間寬度超過512個時序脈沖時，該燈串驅(qū)動輸出端將被關(guān)閉。若所有的LED燈串中都有燈珠短路時，芯片將關(guān)斷升壓電路，升壓開關(guān)管Q801停止工作。LED背光燈串開路保護：當(dāng)有一路LED燈

16、串開路時，與該燈串相接的芯片驅(qū)動輸出引腳與升壓電源正極之間開路，而造成該腳電壓下降，芯片內(nèi)部穩(wěn)流環(huán)路會增加26腳輸出的升壓驅(qū)動脈沖的寬度，讓開關(guān)管Q801導(dǎo)通時間加寬，讓儲能電感儲能增加，以提高升壓電路的輸出電壓，以此來試圖增大LED燈串的電流。這將使芯片23腳過壓檢測輸入端達到過壓門限，此時，芯片再檢測與開路燈串相連的驅(qū)動輸出腳是否低于0.18V，如果是低于0.18V，就關(guān)斷該驅(qū)動輸出端，關(guān)斷這一路燈串的驅(qū)動輸出。設(shè)置升壓電路的目的：在LED背光驅(qū)動電路中，都有升壓電路，設(shè)置升壓電路的目的并不是為了解決電源板供給背光驅(qū)動電路板供電低的問題，而是為了得到恒定的LED燈串電流，使之不隨溫度、供電

17、變化而偏離LED的最佳工作電流。LED發(fā)光亮度隨工作電流的大小而變化，電流小發(fā)光暗，電流大發(fā)光強，但電流太大會燒壞LED管，而且LED發(fā)光管有一個最佳工作電流，在最佳電流上，電流不大，但發(fā)光比較亮，如果在此基礎(chǔ)上增大LED發(fā)光管的電流，發(fā)光亮度增加很少，而且此時發(fā)光管的壽命急劇縮短。因此應(yīng)當(dāng)讓LED恒定的工作在最佳工作電流上。但因為LED發(fā)光管是半導(dǎo)體器件，在供電電壓保持恒定的前提下，隨環(huán)鏡溫度變化較大，電視機在冷機開機時LED管的溫度等于環(huán)鏡溫度，工作半小時后機內(nèi)溫度升高，LED管溫升超過20度（手溫電視機外殼很熱），這會使LED管電流遠高于最佳電流，另外，LED管的參數(shù)離散性較大，同一型號

18、的LED管，加同樣高的供電，電流有大有小差別明顯。因此，給LED供電不能采用恒壓供電，而要采用恒流供電，為此，在LED驅(qū)動電路中，都要有電流取樣與反饋，控制LED燈串的電流恒定不變。在背光驅(qū)動電路中設(shè)計升壓電路的目的，就是為了達到利用改變LED燈串供電高低的辦法，保持LED燈串的電流恒定不變。我們可以利用改變升壓電路脈沖寬度，方便的調(diào)節(jié)LED燈串供電電壓的高低，從而讓LED燈串的工作電流穩(wěn)定在最佳電流上。升壓電路輸出的供電，加到LED燈串的正極，流過LED燈串內(nèi)部，從LED燈串的負(fù)極流出來，分別從芯片的11-22腳流入芯片內(nèi)部，該12路燈電流在芯片內(nèi)部分別經(jīng)相互獨立的12路燈電流取樣，得到的電

19、流取樣電壓與標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，然后去控制芯片26腳輸出的升壓驅(qū)動脈沖寬度，當(dāng)11-22腳內(nèi)燈串電流檢測電路檢測到LED燈串的電流變小時，穩(wěn)流控制環(huán)路就加寬26腳輸出的升壓脈沖寬度，讓升壓管Q801導(dǎo)通變寬，升壓電感中儲能增加，當(dāng)Q801截止時，就可以升壓D801輸出的LED燈串供電，從而增大LED燈串的電流到最佳值為止。上圖中：芯片每3個引腳并接成一組，共分成4組，每組分別驅(qū)動一個LED燈條。上圖中，MP3389的12個驅(qū)動腳，分別驅(qū)動12個LED燈條。芯片12個輸出腳，分別驅(qū)動12路LED燈條。維修實例：東芝42L1353C背光燈板維修故障現(xiàn)象：背光燈板不工作，黑屏電路分析：工作時，來自主板的

20、BL-ON（3.3V）信號加到背光調(diào)控芯片MP3389的5腳，若該信號為低電平，可判斷主板有問題。同時來自主板的背光亮度調(diào)節(jié)DIM信號提供3.2V亮度調(diào)控電平，加到MP3389的6腳，背光調(diào)控芯片MP3389從26腳輸出開關(guān)脈沖經(jīng)R812，R811供給升壓管Q801（型號是AOD256：場效應(yīng)管160V 19A）控制極，電源板提供50V背光電壓經(jīng)L801儲能、升壓管Q801變頻升壓，脈沖電壓經(jīng)高速整流管D801（MB515 耐壓150V）整流，濾波電路由C810，C811（160V 2.2UF），R837（1歐） ，C812組成。電流檢測由R814 R815（0.47歐），R816（1歐）組成

21、，由R817反饋到MP3389的24腳。R813作為Q801偏置，為Q801控制極提供穩(wěn)定的偏置電壓。電路檢測：經(jīng)檢測電阻R805 R806燒斷，調(diào)控管Q 801, 電阻R814 R815 R816已損壞，更換電阻后，先別焊上場效應(yīng)管Q801，先檢測IC是否工作正常：通電測量IC 第1腳應(yīng)當(dāng)是16V，脈沖調(diào)控信號輸出26腳應(yīng)當(dāng)是4.25V，關(guān)機斷電，焊上Q801，通電試機正常，故障排除。后記：背光板正常工作后，調(diào)控管Q801:G極電壓為1.67V ， D801負(fù)極輸出的升壓電壓應(yīng)當(dāng)由50V升壓到80V。如電阻R814 R815 R816 R813損壞后，必須按原阻值更換，特別是R814 R81

22、5 R816。另外，在DIM BLON IC供電正常情況下，不焊Q801管時，測Q801控制極電壓應(yīng)在4.25左右，無電壓輸出可判斷IC損壞。MP3389各腳到地電阻： 腳號： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 黑筆測量 阻值： 11K 31K 100K 12K 15K 0K 55K 29K 45K 1M 1M 1M 1M紅筆測量 阻值 3.5K 6.5K 9K 6K 8.5K 0 8.5K 8.5K 8.5K 7K 7K 7K 7K 腳號： 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 黑筆測量 阻值： 1M 1M 1M 1M

23、 1M 1M 1M 1M 5K 1K 0 29K 25K 0紅筆測量 阻值 7K 7K 7K 7K 7K 7K 7K 7K 4.5K 1K 0 5.5K 9K 0插座Z113 各腳電壓：腳號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 電壓 54V 54V 54V 54V 24V 地 地 地 地 地 地 3.2V 0 0.73VD801正極到地電壓：54V D801負(fù)極到地電壓：85VQ801： D極電壓：54V G極電壓：1.8V S極電壓：0VQ802: C極電壓：0.91V B極電壓：54V E極電壓：54VU802:C極電壓：0V B極電壓：2V E極電壓：22V在當(dāng)今各種型號LED背光的彩電中，液晶屏模組內(nèi)的LED背光燈條出故障很高，燈條出故障，會引起背光驅(qū)動芯片保護，嚴(yán)重時還會燒壞背光驅(qū)動板，此時只是更換或修復(fù)背光驅(qū)動板，上機后還會再次燒壞，必須拆開屏幕，修復(fù)屏幕內(nèi)部的LED背光燈條。本文以東