LCD電路原理技術(shù)培訓(xùn)教材

1、1 LCD MONITOR/PANEL 電路原理技術(shù)培訓(xùn)教材電路原理技術(shù)培訓(xùn)教材編著：編著：GO 林世標林世標2PC機ADAPTERU304 LM2596SRGBHSVSSCLSDACN200DDC24LC21U203 U305 AIC10845V50MHz U200 GMZAN1CN200U302 MCUU201 X300 20MHzE2PROM 24LC04 主基板DC/DC 變換器數(shù)據(jù)驅(qū)動器TFT-LCD屏（PANEL)背光源功 能 鍵INVERTER接 口 電 路控 制 電 路數(shù)據(jù)驅(qū)動器DCLKRA0RA7GA0GA7BA0BA7RB0RB7GB0GB7LCD顯示模塊12V3.3VLC

2、D顯示器整體架構(gòu)BB0BB7ENABU300白平衡調(diào)整3T560K LCD MONITORT560K LCD MONITOR概述概述LCD 顯示器原理RS232通訊（用于工廠模式時調(diào)整）升壓板PANEL 及冷陰極熒光管主板及接口電路CCFT電源適配器按鍵小板視頻信號-DDC接口AC-IN 100V240VPC機LCD MONITOR包括：主板、 PANEL、升壓板、電源板、按鍵板。主板包括：接口控制邏楫（含信號接口， 鍵板接口，INVERTER接口，Adapter接口)，信號處理邏輯（含ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換，定標縮放灰度控制等）MCU,DDC(即插即用）DC-DC轉(zhuǎn)換等。升壓板用于驅(qū)動PANEL背燈

3、管（升壓板即INVERTER) 。電源板則提控12V DC/3.5A 給主板及升壓板等模塊供電。(電源板即電源適配器Adapter) 。圖 1 1456A379-1221487536IC90134ARK21NELCN901C902C903F901R901R902C901L901NR901BD901C904R903R904R905R906R908R907R909R910C905R911D901T901R919C909D904R918C910C911R921R920R922C912R923IC902IC903R925R924R900R926D905R927ZD903Q901C913C914R928

4、R929R930R912D902ZD901R915R916R917Q902Q903C908C906R931 R932C920D911R938R933C921C922C915GNDC923C924+12VR934R935C925C926IC905C927R936R937L902FB901C907100010002A/250V(1206)684(1206)684300V0.22-23-L73A174152KBP06M93A504-60-8400V100UF(1206)684(1206)394(1206)304(1206)304(1206)304(1206)304(1206)304(1206)304

5、1KV15002W100KFR10780A600-1-L(0603)20316V(0603)104(0603)1N4148(0603)472(0603)16V392(0805)222(0805)683(0805)623(0805)913(0603)913(1206)100158-456A1K(0603)103(NC)(1206)240(0805)101(1206)1N4148(0603)103(1206)18V57A667-12(0603)NPO331(0603)102(NC)(0603)103(0603)1022W0.39(1206)5R1PS102R(0603)18V(0805)471(0

6、805)472(0805)472-P57A420419-P57A16V(0603)10425V100UF(0805)100(0805)100500V221TO220(1206)24216V1000UF16V1000UF220016V470UF0.1(1206)471(0603)102(NC)(0603)104(0805)16V47456A158-4(0805)16V103(0603)9K31(0603)2K4373A253-91-L56A139-3IC9031KV10008.910.1141635自產(chǎn)自產(chǎn)AdapterAdapter電路圖電路圖圖 25 Adapter即電源適配器，由于LCD是

7、低電壓工作，而一般市用電網(wǎng)提供的是110V或220V的交流電壓，所以需要在顯示器上專門配有電源適配器其作用就是將電網(wǎng)的220V交流電壓轉(zhuǎn)換成12V的直流電壓向整個LCD Monitor供電。由于顯示器內(nèi)部的主板上還有電壓轉(zhuǎn)換，所以12V的電壓輸入就能滿足要求。在LCD Monitor中Adapter采用的是開關(guān)電源設(shè)計方法。開關(guān)電源具有體積小、重量輕、變換效率高等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品中，特別是脈寬調(diào)制（PWM）型的單片開關(guān)電源。PWM型開關(guān)電源的特點是固定開關(guān)頻率，改變脈沖寬度來調(diào)節(jié)占空比。其基本工作原理：交流220V輸入電壓經(jīng)過整流濾波電路變成直流電壓，再由開關(guān)功率管斬波和高頻變壓

8、器降壓，得到高頻矩形波電壓，經(jīng)整流濾波后獲得所需要的直流輸出電壓。脈寬調(diào)制器是這類開關(guān)電源的核心，它能產(chǎn)生頻率固定而脈沖寬度可調(diào)的驅(qū)動信號，控制開關(guān)功率管的通斷狀態(tài)，來調(diào)節(jié)輸出電壓的高低，達到穩(wěn)壓的目的。以下將要介紹的電源適配器就是這種類型的脈寬調(diào)制的單片開關(guān)電源。它所用的是UC3842脈寬調(diào)制集成控 制器。UC3842有下列性能特點： 它屬于電流型單端PWM調(diào)制器，具有管腳數(shù)量少、外圍電路簡單、安裝調(diào)試簡便、性能優(yōu)良、價格低廉 等優(yōu)點。能通過高頻變壓器與電網(wǎng)隔離，適合于構(gòu)成無工頻變壓器的2050W小功率開關(guān)電源。 最高開關(guān)頻率為500kHz，頻率穩(wěn)定度達0.2%。電源效率高，輸出電流大，能直

9、接驅(qū)動雙極型功率晶體 管或VMOS管、DMOS管、TMOS管。 內(nèi)部有高穩(wěn)定的基準電壓源，典型值為5.0V，允許有0.1%的偏差。溫度系數(shù)為0.2mV/。 穩(wěn)壓性能好。其電壓調(diào)整率可達0.01%/V。啟動電流小于1mA，正常工作電流為15mA。 除具有輸入端過壓保護與輸出端過流保護電路之外，還設(shè)有欠壓鎖定電路，使工作更穩(wěn)定、可靠。 可調(diào)整的振蕩電路，可精確地控制占空比，具有自動補償功能。T560KT560K電源電路分析電源電路分析6該電路屬于單端反激式變換器。所謂單端，是指高頻變壓器的磁芯僅工作在磁滯回線的一側(cè)，并且只有一個輸出端。所謂反激，是指MOS開關(guān)功率管導(dǎo)通時，整流二極管D911截止，

10、電能就儲存在高頻變壓器的初級電感線圈中；當(dāng)MOS功率管關(guān)斷時D911導(dǎo)通，初級線圈上的電能傳輸給次極繞組，并經(jīng)過D911輸出。以下圖3是該電路的工作原理框圖。圖3 電路的工作原理框圖ADAPTER ADAPTER 原理框圖原理框圖（一）（一） 帶鎖定的PWM，可以進行逐個脈沖的電流限制。C901C903,L901BD901,C904T901D911,C921,C922ZD901,Q902,Q903R936,R937R905R910IC901Q901R930R929IC905IC9037( (二）二）. . 電路講解：電路講解： 1.AC1.AC 電源經(jīng)過整流出為280V直流電壓，通過啟動電路給

11、IC901（3842）PIN7供電,正常約為（16V左右),4腳 開始振蕩約58KHZ然后6腳輸出PWM波給開關(guān)管（Q901），使之整個開關(guān)電源工作；同時在8腳輸出。 5V的基準電壓。開關(guān)電源工作，T901 PIN(1)感應(yīng)電動勢，經(jīng)D902整流出14V電壓給IC901供電。次級繞組 10、11、8 、9輸出感應(yīng)電動勢經(jīng)過D911整流濾波輸出12VDC電壓。 如圖4所示電路。當(dāng)UC3842(6)輸出的如圖5-15-1的波形，Q901做開關(guān)狀態(tài)，其工作頻率為58.5kHz，占空比為 11.4%。T901開始工作，在高電平,Q901導(dǎo)通，T901的初級線圈有電流流過，產(chǎn)生上正下負的電壓，則次級 產(chǎn)

12、生下正上負的感應(yīng)電動勢，這時次級上的二極管D911截止，此階段為儲能階段；而低電平時，開關(guān)管截 止，初級線圈上的電流在瞬間變?yōu)?，初級的電動勢為下正上負，在次級上感應(yīng)出上正下負的電動勢，此 時D911導(dǎo)通，有電壓輸出。再經(jīng)過整流濾波后即可輸出。 圖圖4 T901工作回路工作回路8圖5-1 UC3842(6) 腳輸出脈沖（=58.9KHz） 當(dāng)開關(guān)管工作時，在其DS極上產(chǎn)生如圖5-2所示的電壓波形。由圖中可以看出該電壓波形有較大的浪涌電壓和振鈴現(xiàn)象，其浪涌電壓的峰-峰值超過70V這是由MOS管自身關(guān)斷時產(chǎn)生和內(nèi)部二極管的反向恢復(fù)特性產(chǎn)生的浪涌電壓，由于在電路中沒有加RC吸收電路或加二極管來抑制而

13、產(chǎn)生的。圖2中T901的次級輸出端的二極管上并接了一RC（R931、R932、C920）回路，用于吸收二極管D911上產(chǎn)生的浪涌電壓。2 2、穩(wěn)壓原理、穩(wěn)壓原理： 取樣電路由IC903 IC905 R936 R937 R924 等組成的作用使電源穩(wěn)定在12V輸出 。 當(dāng)輸出電壓超出12V時，IC905控制極R的電位上升 ，Vk下降，IC903 PIN1、2電流加大， 使IC903 PIN4、3 3電流加大,IC901 PIN2電壓上升，那么IC901 PIN6輸出PWM波脈寬變窄， 輸出電壓下降。 反之，IC901 PIN6輸出PWM波變寬、輸出電壓上升，達到穩(wěn)壓電壓輸出作用。 其中的IC90

14、5為TL431芯片。其內(nèi)部原理圖如圖5-3所示。其內(nèi)部有一個電壓比較器，該電壓比較器的 反相輸入端接內(nèi)部基準電壓，該基準電壓提供一個基準的比較電壓，該電壓為2.495V2%。該比較器 的同相輸入端接外部控制電壓，比較器的輸出用于驅(qū)動一個NPN的晶體管，使晶體管導(dǎo)通，電流就可 以從陰極K K端流向陽極A A。圖5-2 Q901漏極電壓波形（=58.9KHz） 93 3、保護電路、保護電路： 在以下三種狀態(tài)，保護電路起動： 1）當(dāng)IC901 pin3電壓1V時 2)當(dāng)IC901 pin1電壓1V時 3）當(dāng)輸出電壓太高時， PIN7下降約4V 前兩種是電流反饋型，當(dāng)負載短路，開關(guān)調(diào)整管Q901導(dǎo)通時

15、間變長及電流增大，很容易過流損壞。 過流保護由取樣電阻R930、R929組成，當(dāng)流過Q901電流增大，R930兩端電壓也上升，IC901 PIN3 升高到1V時保護動作。 過壓保護過壓保護：當(dāng)取樣誤差反饋電路或脈寬調(diào)整電路發(fā)生故障時，由于開關(guān)管Q901導(dǎo)通時間過長會引起 輸出電壓急劇上升，當(dāng)超過18V時ZD901擊穿，Q903B極電壓上升，Q902、Q903飽和導(dǎo)通，使IC901的 PIN7電壓下降約4V，IC3842停止工作。 12V的直流電壓經(jīng)過R936，R937分壓，在R937上產(chǎn)生電壓該電壓直接加到TL431的R端，由電路上的電阻參數(shù)可知該電壓正好能使TL431導(dǎo)通。這樣就有電流流過發(fā)

16、光二極管，光電耦合器IC903開始工作。至此完成電壓的取樣。圖5-3 TL431原理圖 10升壓板電路原理圖升壓板電路原理圖 圖 6IC111圖7-1圖7-212UC3842工作原理：工作原理： UC3842為電流驅(qū)動型脈寬調(diào)制組件，共有為電流驅(qū)動型脈寬調(diào)制組件，共有8個引腳，其腳功能有：個引腳，其腳功能有：腳：誤差放大器輸出補償端腳：直流穩(wěn)壓電源的電壓負反饋輸入端腳：直流穩(wěn)壓電源的輸出電流取樣檢測信號輸入端腳：IC內(nèi)部的鋸齒波電壓生成器的振蕩電容CT和振蕩電阻RT的連接端腳：地腳：UC3842的調(diào)制脈沖輸出端。采用兩管推拉輸出式（圖騰式）向外輸出調(diào)制脈沖腳：直流供電VCC的輸入端腳：基準電壓

17、+5V的輸出端 外部直流供電電壓VCC經(jīng)UC3842 腳送入組件中，并經(jīng)兩路分別送到內(nèi)部，施密特觸發(fā)器的同相端及Q1管C極，由于在施密特觸發(fā)器的同相端上并聯(lián)有36V的穩(wěn)壓二極管，所以該組件VCC輸入端同時具有過壓保護（最大輸入電壓36V)和欠壓保護控制功能。 組件內(nèi)的欠壓保護功能是由一個具有滯后控制特性的電壓比較器來完成的。在開機時，加到VCC端的電壓必須大于16V，可是一旦開機工作后，只要VCC端電壓不小于10伏，UC3842仍可維持正常工作，此也即是欠壓保護的回差為6伏。 如圖7-1所示，從施密特觸發(fā)器送出電壓直接加到5V基準電源產(chǎn)生器，產(chǎn)生5V基準電壓。只要5V基準電壓正常，則組件內(nèi)的振

18、蕩器將分別向外送出鋸齒波脈沖V 和矩形脈沖V1此處振蕩器的工作頻率由RT, CT 13決定。V1正脈沖出現(xiàn)在V 的放電時間間隔。V1又被分成二路分別加到或非門的一個輸入端和R-S觸發(fā)器的S端（置1端）。 由直流開關(guān)電源輸出電壓取樣電路（R936,R937,IC905,IC903,R924,R925)所得到得負反饋控制電壓經(jīng)UC3842腳送到組件內(nèi)的誤差放大器的“一”端，而由5V基準電壓經(jīng)（R+R)分壓器分壓后得到約2.5V的參考電平加到誤差放大器的“十”端。則誤差放大器輸出的V0是被誤差放大器進行反相放大的控制信號。此V0再經(jīng)D1、D2、2R 和 R組成的衰減器后得到控制信號V2,它加到電流檢

19、測比較器“一”端。V2值由以下式得出：V2= , 且0V21V,( 因有穩(wěn)壓二極管鉗位于1伏所致）。 因誤差放大器是工作在反相放大工作狀態(tài)，所以控制電壓V2與從腳送入的負反饋控制電壓具有以下的變化關(guān)系，即：當(dāng)腳的VFB幅度 時（此意味著直流開關(guān)電源的輸出端電壓偏高） 則V0 V2 ,反之，當(dāng)VFB V0 V2 ，上述變化狀況，可從圖7-2的工作波形圖中體現(xiàn)在反饋電壓與V2變化關(guān)系曲線上。此即是對應(yīng)于t t3 3時刻出現(xiàn)的V2應(yīng)在直流開關(guān)電源輸出端的電壓VB偏高的條件下產(chǎn)生。而在t20時刻所出現(xiàn)的V2應(yīng)是在直流開關(guān)電源輸出端的電壓VA偏低時產(chǎn)生。 另外在R930取樣電阻上會生成隨時間線性增長變化

20、的V8電流檢測信號。V8控制信號電壓被饋送到腳并加到組件內(nèi)的電流檢測比較器的“十”端。由于V2最大值是被箱位在1 1伏上。所以可由此得出流過R930的最大峰值電流只能為：Imax= = 2.56A 下面分析圖中的各相關(guān)波形關(guān)系。當(dāng)直流開關(guān)電源的輸出電壓偏高時（對應(yīng)著從直流開關(guān)電源的輸出端反饋回來的控制信號使得V2=VB時。當(dāng)t t=t t2 時，由UC3842腳開始向Q901的G極送去正的脈寬調(diào)制信號)(39. 019301VRV )4 . 1(312)4 . 1(00VRRRV14V6,這樣一來，從R930上所取得的V8將會與電感L1中所流過的電感電流 成比例的按線性增長。當(dāng)t=t3時，由于

21、V8已超過V2,這時就會在電流檢測比較器輸出端產(chǎn)生一個脈寬為（t4-t3)很窄的正脈沖。此V3被加到R-S觸發(fā)器的R端（置O端），則在其Q 端就會輸出正脈沖V4,此V4的寬度只能t5-t3。這是因為在t5時刻，下一個周期的V1觸發(fā)脈沖又加到了R-S觸發(fā)器的S端（置1 1端），此V4脈沖串被送到或非門的又一個輸入端。另外由內(nèi)部電源欠壓保護比較器輸出端輸出的正值高電平信號首先在或非門的輸入端被反相一下變?yōu)榱惴碗娖胶蟛潘偷交蚍情T的輸入端。只所以在正常工作狀態(tài)，內(nèi)部電源欠壓保護比較器輸出是正值高電平，是因為UC3842內(nèi)部5V基準電源因故而處于欠壓工作狀態(tài)時，則內(nèi)部電源欠壓保護比較器，因“一”端接有

22、3.6V參考電壓，使其輸出變成零伏低電平的緣故。根據(jù)或非門的工作原理，由于在t3-t2這段時間間隔內(nèi)，上述三路控制信號（V1、V4及OV)都同時處于低電平狀態(tài)，所以在或非門的輸出端可得到脈寬為t3-t2正的調(diào)制脈沖（V6)輸出（在A端處），而在B輸出端處將輸出V7控制信號（ V7極性與V6正好相反）。如此一來，UC3842組件內(nèi)的Q1和Q2管在上述V6、V7控制信號的作用下，就構(gòu)成了能向Q901的G極提供推拉式輸出的脈寬調(diào)制信號（PWM)。這時的V6脈寬將會變得較窄，從而使Q901的導(dǎo)通程度減小，漏電流減小，T901變壓器中儲能減少，從而使直流開關(guān)電源的輸出電壓下降，抵消了原先輸出電壓的偏高，

23、達到使輸出電壓穩(wěn)定的目的。反之，當(dāng)直流開關(guān)電源的輸出電壓偏低時，則UC3842腳輸出的V6的脈寬將會變得較寬，從而使直流開關(guān)電源的輸出電壓又會提升，從而達到使輸出電壓最終穩(wěn)定的效果。1LUin15INVERTER 原理介紹：INVERTER即是升壓板，是DC轉(zhuǎn)AC升壓電路。它將主板送入12V直流電壓轉(zhuǎn)換成1500V-1800V 的高壓交流電，頻率30-50KHZ，電流6-9mA（以上數(shù)值是因PANEL的特性參數(shù)差異而不同） PANEL的燈管在高壓交流電作用下被點亮，1500V-1800V的交流電持續(xù)1-2S降至600-800V的 穩(wěn)定電壓，電流約6mA。因此INVERTER具有以下幾個功能：

24、能夠產(chǎn)生1500V以上的高壓交流電，并且在短時間內(nèi)迅速降至800V左右，這段時間約持續(xù)1-2S，電壓的曲線如圖8 8所示；2. 由于Inverter提供電流的大小將影響冷陰極熒光燈管的使用壽命，因此輸出的電流應(yīng)小于9mA，需要有過流保護功能；3. 出于使用的考慮，要有控制功能，即在按power 鍵OFF之后，燈管不亮，該控制信號可以由主板上的MCU或GmZan1提供。秒圖 816一、一、INVERTER的基本組成框圖 Inverter輸入接口部分：Inverter輸入部分有3個信號它們分別為：12V直流輸入VIN、工作使能電壓ENBENB(ON/OFF)及Panel電流控制信號DIM,見圖6所

25、示。其中12V直流由Adapter提供；ENB電壓由主板上的MCU或GMZAN1提供，其值為0或4.9V，當(dāng) ENB=0時，Inverter不工作，而ENB=4.9V時，Inverter處于正常工作狀態(tài)；而DIM電壓由主板提供，其變化范圍在05V之間，將不同的DIM值反饋給PWM控制器反饋端IC1腳，Inverter向負載提供的電流也將不同，DIM值越小，Inverter輸出的電流就越大。 電壓啟動回路：下圖電路是常用的電源控制回路，由一個PNP和一個NPN管組成它有兩個工作階段： 電源控制回路電源控制回路 圖 9圖 10(ON/OFF)IC1171、TL5001的各腳功能簡要說明 PIN1：

26、輸出占空比可調(diào)節(jié)的方波 PIN5：短路保護 PIN2：VCC供電 PIN6：占空比限制 PIN3：誤差比較器輸出 PIN7：振蕩器外接電阻 PIN4：反饋 PIN8：地 二、PWM IC （TL5001）的工作原理 第一階段：當(dāng)ON/OFF電壓為低電平（0V）時，Q1管處于截止狀態(tài)，因此Q2管也截止，此時Q2管e極上的直流電 壓不能加到IC1腳（TL5001）的VCC輸入端，所以IC1因無輸入而不工作，Pin1就無輸出脈沖，因此 整個Inverter就不工作；第二階段：ON/OFF為高電平，此時Q1管飽和導(dǎo)通，Q2管B極被拉低，因Q2為PNP管，且其e極上加有12V的直流, 12V電壓加至IC

27、1供電腳Pin2，啟動IC1工作，IC1就有脈沖輸出去控制開關(guān)管工作，整個Inverter就處于 正常工作狀態(tài)，輸出高壓去點亮Panel的背光燈燈管。2、TL5001工作原理：INVERTERINVERTER輸出反饋：輸出反饋：TL5001第4腳為INVERTER輸出反饋電路，反饋回路由R17、R18、D4、C12、C4、R5構(gòu)成，負 載信息通過該回路取樣反饋到IC1內(nèi)部的比較器（如圖11）?？蛰d保護：空載保護：當(dāng)CON3和CON2沒有接Panel背光燈管負載時，TL5001第4腳沒有反饋電壓，這時IC1內(nèi)部誤差放大器 輸出為高電位，即Comp(IC1 Pin3)為高電位，并超出DTC電壓值，

28、使輸出關(guān)掉，即IC1 Pin1 PWM 輸出關(guān) 掉,同時，由于Comp電位的升高，通過內(nèi)部電路SCP comparator1的比較，使輸出為低電位，內(nèi)部基準 2.5V為SCP外接電容C C7 7充電，當(dāng)電位升到大于1V時，SCP comparator2動作也同樣使輸出關(guān)掉。18DTCDTC（dead time controldead time control）占空比限制：）占空比限制：TL5001第6腳為DTC，該腳電位取決于外接電阻（IC1內(nèi)部一個恒流源 在DTC外接形成固定電壓）。OSC OSC 振蕩器：振蕩器：TL5001內(nèi)部集成一個振蕩頻率從20k500K的可以改變振蕩頻率的振蕩器，振

29、蕩頻率取決于IC1第7 腳RT外接電阻，外接電阻從15K到250K。公司INVERTER外接電阻為33K，振蕩頻率為185KHZ，振蕩三角 波App.值從0.7到1.3V之間，Comp、OSC、DTC三路比較生成PWM波形，通過改變flyable的值可以線性 的改善Q4（14431）S極的輸出電壓，從而改變Panel背光燈的亮度，達到panel畫面亮度改變的目的。SCPSCP（short circuit protectionshort circuit protection）: :Tl5001內(nèi)部有防止輸出短路的保護回路，當(dāng)輸出對地短路時，內(nèi)部基準 電壓對SCP外接電容C7充電達到1V時，關(guān)掉1

30、腳輸出的PWM。（即此時SCP COMP2輸出為高電平，經(jīng)反 相器后為低電平，再經(jīng)“與”門后為低電平，使Q截止造成IC1腳無PWM輸出）另外此時，PWM/DTC COMP的同相端也被拉成低電平，其輸出也為低電平，使“與”門的另一輸入端也為低電平，從而保證Q 可靠的截止，使IC1 腳無PWM輸出，Q2為加速Q(mào)1截止，則使SCP Comp2輸出“H”電平，從而使IC1腳 無PWM輸出。UVLOUVLO（低電壓保護（低電壓保護under voltage-Lowout protectionunder voltage-Lowout protection）：）：TL5001內(nèi)部帶有低電壓保護，當(dāng)輸入供電太

31、低時， UVLO輸出也低，PWM/DTC COMP輸出為低，保護回路將PWM輸出關(guān)掉。Error AMPLifier(Error AMPLifier(誤差放大誤差放大) )：TL5001第3 、4腳內(nèi)部帶一個誤差放大器，4腳為FB反饋信號同誤差放大器+端1V 基準電壓比較，輸出的3腳COMP同4腳FB輸入是一種反相的關(guān)系，4腳輸入若為線性增大，COMP輸出為線 性減小。193、IC內(nèi)部方框圖：內(nèi)部方框圖：TL5001內(nèi)部原理圖內(nèi)部原理圖與門+_+_Q1Q2_+_+ _Q圖11201） TL5001第1腳外接的Q3、D1構(gòu)成一個射極跟隨器，改善PWM波形的瞬變 tr時間，加速Q(mào)4導(dǎo)通與截止， Q

32、4 （S14431）外接8個腳，主要目的為散熱作用。 2） D3、R14、Q7、R13構(gòu)成過壓保護電路，當(dāng)負載電壓過高時，D3擊穿，Q7導(dǎo)通，R13并入R8，大大降低DTC 的電壓，使ComP電壓遠遠超過DTC值，達到關(guān)掉輸出之目的。4.INVERTER的其它原理：的其它原理：3) 下面就INVERTER的Q5、Q6 、PT1 、L1等有關(guān)電路作個說明，如圖12-1 12-1 所示：使用晶體管換流器（即DC AC電壓轉(zhuǎn)換器）叫作羅耶（Royer)電路。PT1各繞組極性如紅點所示為同極性端。當(dāng)S合上，Q1、Q2有i CE 、 i CE2流動，兩者不可能完全相等（因Q1、Q2及參數(shù)差異）。設(shè)i C

33、E1i CE2,則在 N1上感生的感應(yīng)電壓，點端為正，它使Q1導(dǎo)通更大，同理N2點端也為正，使Q2導(dǎo)通減小。此時在N1流過得電流IC1 同時變壓器鐵芯內(nèi)的磁通Q與IC1以同樣的形式隨時間成正比增加。若變壓器鐵芯使用圖12-2的矩形磁滯特性曲線時，磁通到飽和后就不再增加，則由e= 可知，N1繞組兩端的電壓變?yōu)榱?，使N1、N2也感應(yīng)出前述反向的電壓，則使Q2導(dǎo)通，Q1截止。此后Q2的IC2與Q1開始情況類似,IC2同樣增加，使磁通又會飽和，又會轉(zhuǎn)變到Q1導(dǎo)通，Q2截止，至此完成一個周期。這樣周而復(fù)始，Q1、Q2輪流導(dǎo)通振蕩之。振蕩頻率求法： 在 內(nèi)，由于磁通特性在+M 和-M間變化，所以平均感應(yīng)為

34、VCC 。 由VCC=V= = = 4f N1 。若鐵芯截面積為A(CM2),飽和磁通密度為BS(高斯）。 則VCC= 4f N1BSAX10-8(伏）。考慮到晶體管，鐵芯繞組的損耗，均與頻率有關(guān)，所以不能選擇特別低或高的振蕩頻率，一選用50Hz120KHz左右。1.LtVccdtd2T2/21TNt21圖12-2圖12-3圖12-1VCC22晶體管從ON OFF時，由于變壓器漏感的影響，在C-e間往往會出現(xiàn)尖峰電壓，此值很大， 會損壞晶體管，應(yīng)加一個電容C,用以消除尖峰電壓。圖中的Q1、Q2即對應(yīng)INVERTER總圖中的Q5 、Q6, C對應(yīng)總圖中C9 ?？倛D中的D2起續(xù)流二極管左用。實測I

35、NVERTER正常工作后，各點波形及頻率如下： D2與L1交點波形 PT1輸入端（Q5的C極） PT1次級（C10的右邊，即CON2腳）此24VP-P經(jīng)變壓器PT1升壓，得到PT1次級輸出交流高達1800VP-P，并以此點亮冷陰極背光熒光燈管。 圖13-1圖13-2圖13-323T541T541主板電路分析主板電路分析 主板是由PANEL控制邏輯，灰度系數(shù)控制邏輯，DCtODC轉(zhuǎn)換邏輯。傳輸TTL電平信號到LCD顯示模塊電路等 組成 MCU：8051單片機，主要作電源控制OSD控 制，頻率計算,RS232通訊等。 GMZAN1:集成ADC、OSD、SCALER，把計算 機輸入的RGB模擬視頻信

36、號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號 并通過插補縮放處理，輸出至液晶顯示器 PANEL時序控制電路。 U304(8050)是將12V變成 5V 。 U305(A1C1084)是將5V 3.3V, U306：5V 2.5V。 U203(24LC21)：1KB E2PRom用于存儲DDC數(shù)據(jù) （設(shè)備的基本參數(shù)，制造廠商，生產(chǎn)名稱，最 大行頻，可支持的分辯率等） U300(24C04): 4KB E2PRom ，用于存儲自動 生成數(shù)據(jù)，白平衡數(shù)據(jù)，POWER KEY狀態(tài)及 POWER ON計數(shù)數(shù)據(jù)等。U200RB(0.7)TXDU305U304U2015VDDCRA(0.7)GA(0.7)BA(0.7)GB(0.7)B

37、B(0.7)RXDRS232白平衡調(diào)整圖 14U203U30024 MCUMCU腳功能說明：腳功能說明： MCU(含64KROM,512byteRAM,8XC51(即8052分列），作頻率切換通訊,OSD菜單控制，MODE檢測，電源控制等。RS232通訊等，8051單片機,8bit的MCU。 (20)(21)PIN接X300(20MHz)時鐘晶體，C303、C306頻率補償。 (10)PIN復(fù)位“H”電平有效，復(fù)位完后由(18)PIN輸出“L”對GMZAN1進行二次復(fù)位（實際(10)PIN為 尖峰時復(fù)位） 串行通信，MCU于GMZAN1間。HDATAO(2)PIN數(shù)據(jù)位，HCLK主控時鐘(6)

38、PIN,HFS主控幀同步（7)PIN,IRQ (14)PIN中斷請求。因某些TIMING輸入條件，使GMZANI芯片產(chǎn)生中斷，輸出IRQ信號給MCU 。 (8)(9)PIN(NC) (37)(38)(39)(40)(41)(42)(43)為KEY板各功能鍵控制。 (11)(13)RXD、TXD為工廠模式調(diào)整白平衡用。 (31)PIN的R319接地，R318（NC)，因MONITOR為按鍵型。 (24)(25)PIN為（NC) (26)PIN為控制（+3.3V)電路用，當(dāng)(26)PIN為“L”O(jiān)ut時 Q307,OFF Q308“G”極“H” Q308 ON +5V加到U305 U305 Out

39、+3.3V。 （19）PIN為空信號檢測腳“H”為空信號,“L”為有接信號。 (44)PIN(35)PIN為供電腳。 (22)PIN接地。 (16)(17)PIN為SDA、SCL與E2PROM通訊。 (3)(4)(5)PIN多功能總線與GMZANI間通訊，(15)也是。 25 (29)(30)PIN分別為背光燈，PANEL允許控制腳,現(xiàn)為空腳。 (27)(28)PIN為（NC),(33)（32）PIN(NC)。 MCU必須有顯示器PANEL的所有TIMING參數(shù)，這些參數(shù)儲存在E2PROM中。GMZAN1 PANEL接口支持目前幾 乎所有的廠家PANEL。 PANEL接口三組參數(shù)：PANEL

40、CLK PANEL DATA PANEL 控制（Control) 26CVDDRVDDADC-VDD時鐘生成PANEL接口GMZAN1 芯片U200TCLKU201DVDDCN200RGBHsyncVsync信號入接插U302IRQHFSHCLKHDATAMFBs12RESETn24Even DATAPCLKPHSPVSPDISPEOdd DATA24電源Pbias+12V+5/3.3VPANEL TFTGMZAN1典型配置圖圖15A D C/U300MCU、E2PROM主 控 接 口27GMZANIGMZANI電路說明：圖形處理器電路說明：圖形處理器一.當(dāng)前PC機的Monitor最通用的4種

41、分辯率標準：SVGA、XGA、SXGA、UXGA。（1）SVGA 超級視頻圖形陣,最少分辯率為800600個像素，較適用于15的屏，隨著屏幕尺寸加大， 必須要求增多掃描線，擴張每條線上的像素才能保證高質(zhì)量圖像。（2）XGA擴張圖形陣,分辯率為1024X768個像素，適用于17和19顯示屏。 (3) SXGA超級XGA,分辯率為1280X1024個像素，適用于21和25顯示屏,已達到高清TV要求。（4）UXGA特級XGA,分辯率為1600X1200個像素，適用于30以上的顯示屏，用于高級工程設(shè)計,制圖，GMZANI 型控制器能為XGA、SVGA應(yīng)用提供最佳匹配的控制。二.GMZAN1顯示器控制的

42、性能：（1）內(nèi)部集成有135MHz三組ADC(模數(shù)變換器），外部R、G、B信號直接加到三組ADC的輸入端，其變換頻率高 達135MHz. (2) 三組ADC為8bit的，則所有彩色的像素均用24位來量化。其圖像分辯率可以從640X480直到1024X768 （85Hz)調(diào)節(jié)，且無需加上幀緩沖存儲器。另其內(nèi)部有預(yù)放大電路。模擬信號RGB輸入可達XGA/85Hz,支持 復(fù)合同步綠色信號輸入(Sync on Green)及復(fù)合同步信號Mode。（3）提供良好的標度引擎設(shè)置的規(guī)則與TFT-LCD顯示器屏相匹配，從而對整個畫面提供一致的光強，并利用 GMZAN1中的Sin/改變標度旋轉(zhuǎn)器，使得測試光源透

43、明并增強鮮明度。（4）支持多種視頻輸入格式，其接口為不同的視頻傳輸格式，提供通用連接性。（5）內(nèi)設(shè)串行數(shù)字接收器，即可每一時鐘周期接收一個像素，也可以每個周期接收兩個像素。（6）集成了高速數(shù)字時鐘恢復(fù)電路，以保證在最壞情況下，也能完全鎖定到源像素時鐘。即有PLL鎖相電 路。GMZAN1中所需的各種時鐘信號均由50MHz的基準頻率產(chǎn)生。28（7）內(nèi)設(shè)有集成OSD控制器以及RAM、ROM(用戶可擴張字符用的），也可擴充外部OSD支持，支持字 符與圖形顯示，有閃爍鑲嵌，透明效果。（8）具有1010bit可編程GAMMA矯正（灰度系數(shù)）。（9）具有1或4位數(shù)據(jù)位接口。用4線接口與MCU相連，采用簡單四

44、線串行接口，直接與MCU相連。當(dāng) 把數(shù)據(jù)寬度從1增加到4時，能擴張成7線連接。（10）具有自適應(yīng)的對比度增強電路。（11）輸出格式，支持8或6 6Bit的PANEL接口，單、雙像素輸出格式。（12）具有自動設(shè)置、自動調(diào)整（相位、圖像自動調(diào)整、自動偵測輸入格式）。（13）有160個引腳。29二、二、Gmzan1Gmzan1總方框圖總方框圖 時鐘恢復(fù)回路GmZan1有一個內(nèi)部的時鐘恢復(fù)回路，這個回路由一個DDS直接數(shù)字合成的數(shù)字時鐘合成器和模擬電路PLLVCO組成。它用來產(chǎn)生取樣時鐘信號，以采集模擬的RGB數(shù)據(jù)。這個回路鎖定于輸入的行同步信號，以從MCU的晶振輸出或GMZAN1外接的50MHz晶振

45、產(chǎn)生的TCLK時鐘輸入產(chǎn)生的RCLK作為參照時鐘。時鐘恢復(fù)回路用來調(diào)整取樣時鐘頻率（SCLK）；在每個行同步信號輸入的上升沿產(chǎn)生反饋信號。包括第一個和最后一個行同步信號都可以產(chǎn)生60MHz的頻率。在工作電壓及溫度要求的范圍內(nèi)，可以在1ms之內(nèi)實現(xiàn)。RCLK 參照時鐘模擬R G B圖（圖（16）GMZAN1GMZAN1（圖形處理）芯片功能描述（圖形處理）芯片功能描述 GMZAN1是高性價比的SVGA/XGA.LCD顯示器圖形處理器內(nèi)含 ：時鐘恢復(fù)、模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC、數(shù)據(jù)通道(縮放灰 度系數(shù))OSD控制，PANELTIMING控制,主控接口等電路。如框圖（16)三路ADC 取樣源時序生成計算(STG

46、模塊）定標插補縮放處理gamma系數(shù)調(diào)整與消抖PANEL TIMING控制時鐘恢復(fù)電路屏?xí)r鐘生成電路OSD 控制主控接口MCUTOPANEL灰度30 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）GmZan1內(nèi)部集成了3個模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），每一色一個（R、G、B）。每一個ADC由一個內(nèi)置的CLAMP回路，通過一些大約10nF的濾波電容，一些雜訊可以被消除，CLAMP的脈沖位置和寬度是可以通過編程實現(xiàn)。信號支持：GmZan1芯片支持數(shù)字分離信號、數(shù)字混合信號和模擬混合信號。支持所有的這些信號都不需要額外的外圍電路。每個ADC都是8-bits輸出，用于將輸入的模擬R G B信號轉(zhuǎn)換成8-bits的數(shù)字信號，分別為R

47、0-R7、G0-G7、B0-B7。 PinPin Connection for RGB Input信號的連接請參照下表GmZan1 Pin Name CRT Signal NameRed+(#95)RedRed- (#94)N/A (Tie to Analog GND for Red on the board)Green+(#91)GreenGreen- (#90)N/A (Tie to Analog GND for Green on the board)Blue+(#87)BlueBlue- (#86)N/A (Tie to Analog GND for Blue on the board)

48、HSYNC/CS (#150)Horizontal SyncVSYNC (#148)Vertical Sync 當(dāng)PANEL的時鐘信號與取樣時鐘信號（或一半）不同時，有一個屏?xí)r鐘用來驅(qū)動PANEL。它是由一個和時鐘恢復(fù)回路一樣的回路產(chǎn)生的。它們的區(qū)別在于：取樣時鐘信號鎖定于行同步輸入信號，而驅(qū)動時鐘信號鎖定于取樣時鐘信號。圖 1731 源時序產(chǎn)生器（STG）STG模塊定義了一個圖形抓取窗口，并且發(fā)送數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)通道模塊。圖（18）顯示了這個窗口的定義。在水平的方向,它被定義在SCLKs(等價的像素計算). (equivalent to a pixel count). 在縱向的方向,它被定義在行.

49、所有以“Source” 開頭的參數(shù)均被定義在GmZan1的寄存器中。請注意場總值只跟輸入信號有關(guān)。參考點定義如下： 一行的第一像素：在取樣時鐘信號的上升沿，極性從低的向高的像素。 幀的首行： 在行同步信號的上升沿，極性從低的向高的行。圖 18參考點起點寬度高度總行數(shù)32 源時序TIMING生成檢測。 當(dāng)它收到一個信號（R G B 以及同步信號）后，源TIMING計算單元(STM)會用信號和TCLK來作為參 考，計算行、場的 TIMING。通過對每個參數(shù)的取樣，得出水平方向的最大值，和最小值，計算的值 每一行都會更新根據(jù)行的參 數(shù)值求得出場的參數(shù)。行同步輸入信號的邊緣值用來檢查場同步輸入 信號的

50、極性。中斷請求事件中斷請求事件說明說明Timing 事件以下三者之一： 場同步輸入信號的觸發(fā)沿 Panel 行的計數(shù)器 (可編程控制), 每 10ms三者不能兩兩同時出現(xiàn)Timing 變化以下三者之一： 無信號 DDS 超出極限錯誤 行、場信號變化超出了極限極限值可編程控制 輸入信號TIMING計算 輸入的數(shù)據(jù)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸向源TIMING產(chǎn)生器（STG）模塊。STG模塊定義1 個圖像抓取窗口，并且發(fā) 送到數(shù)據(jù)通道模塊。輸入TIMING計算模塊包括：源TIMING 計算（STM）模塊和中斷請求（IRQ）控制器， 輸入TIMING的參數(shù)是由STM模塊計算儲存在寄存器中。 中斷請求控制器：某些輸入

51、的TIMING條件能使GMZAN1芯片產(chǎn)生中斷。 中斷產(chǎn)生條件33 主機接口主機接口 GMZAN1的微處理器接口有兩種操作模式：GMB120兼容模式和一個4BIT 串行接口模式。 GMB120兼容4信號模式由一個數(shù)據(jù)位(HDATAO),一個畫面同步信號(HFS)，一個時鐘信號(HCLK)和一個 中斷請求信號（IRQ）組成，當(dāng)MFB6(U200(106)PIN)未接一個下拉電阻時進入這個模式(即R317NC時） 本機即不為此模式。 4-bits串行接口模式：該模式下每個時鐘沿有4個數(shù)據(jù)位，當(dāng)MFB6（Pin106）接一個下拉電阻（O） 時，進入這個模式。在此模式下，一個復(fù)位腳拉低時設(shè)置芯片到一個

52、已知狀態(tài)。當(dāng)CVDD穩(wěn)定之后(CVDD 是PANEL/存儲器電源+3.3V)RESETn必須保持“L”電平至少100ns，以便復(fù)位芯片到已知狀態(tài)，另此時 MFB97用于HDATA3-1，(99)PIN的HDATA用于HDATAO,本機屬于4bit串行接口模式。 數(shù)據(jù)通道數(shù)據(jù)通道 它包含縮放過濾器、GAMMA控制調(diào)整、數(shù)據(jù)消抖、R/G/B偏置、OSD發(fā)生器。作用是對取樣8Bit的 R/G/B 數(shù)據(jù)信號進行插補縮放處理、亮度、對比度、色溫等調(diào)整，最終輸出能被PANEL接受的最大解析度模式。 主板輸入接口主板輸入接口 主板提供一個15腳的連接器用于與PC連接，作為顯示信號輸入端口，如下圖19，其各P

53、IN 定義參考見 下表34PINMNEMONICSIGNAL1RV紅色信號2GV綠色信號3BV藍色信號4NC沒有5GND接地6RG紅色接地7GG綠色接地8BG藍色接地9+5 V+5 V電源 (從 PC來)10SG同步地11NCNone12SDAI2C總線13HS行同步14VS場同步15SCLI2C總線圖 1935源時鐘恢復(fù)電路描述源時鐘恢復(fù)電路描述 GMZAN1(顯示圖形處理器）時鐘恢復(fù)電路部分功能說明。顯示圖形處理器）時鐘恢復(fù)電路部分功能說明。 1、取樣時鐘（SCLK)生成電路方框圖見（20） 取樣時鐘（SCLK）回路鎖定于輸入信號的行同步信號，經(jīng)取樣相位延遲和直接數(shù)字時鐘合成器 （DDS)

54、跟蹤調(diào)節(jié)及模擬鎖相（PLL)及(VCO)生成取樣時鐘（SCLK)信號，其信號在每一行同步信號輸入 的上升沿產(chǎn)生反饋信號，取樣時鐘信號的頻率范圍是10-135MHZ。 2、晶振時鐘（TCLK）生成 晶振時鐘是由U201振蕩器直接生成50MHZ 、TCLK輸入GMZAN1的PIN141腳，生成RCLK作為參照時鐘。 3、參照時鐘（RCLK)生成 參照時鐘（RCLK)是由輸入的TCLK經(jīng)過模擬鎖相（PLL)及（VCO)和比例因子生成RCLK,作為取樣時 鐘（SCLK）的參照時鐘。 4、PANEL時鐘信號即屏?xí)r鐘（PCLK)是由PANEL數(shù)據(jù)的每周期的單像素頻率的定時時鐘信號，實際PCLK 在一個時鐘

55、周內(nèi)可以顯示PANEL雙像素，在其屏?xí)r鐘與取樣時鐘不同的情況下，PANEL時鐘是驅(qū)動 時鐘（DCLK)經(jīng)DDS和PLL生成。 5、驅(qū)動時鐘（DCLK)_生成 （1）驅(qū)動時鐘（DCLK)是由RCLK經(jīng)過DDS/PLL及源水平總程分頻生成的時鐘（DCLK）、周期等于單 像素/時鐘周期模式下的PCLK。 （2）當(dāng)PANEL的時鐘信號和取樣時鐘（或一半）不同時，要有一個屏?xí)r鐘用來驅(qū)動PANEL、其時鐘是 由PLL分頻中的M和N值確定，M和N值是由軟件通過寄存器計算得來的。 36三、取樣時鐘（三、取樣時鐘（SCLKSCLK）生成電路方框圖）生成電路方框圖H-sync取樣相位延遲模擬PLL及VCO粗調(diào)模擬

56、PLL及VCO信源水平總程分頻PLL 分頻除MCLK 分頻（除N)微調(diào)SCLK取樣時鐘RCLK參照時鐘TCLK 50MHZPLL除NPLL 除2DCLK/n 驅(qū)動時鐘RCLK 參照時鐘（驅(qū)動屏?xí)r鐘）圖 20 時鐘恢復(fù)取樣時鐘生成電路TCLK 晶振時鐘SCLK 取樣時鐘RCLK 基準時鐘DCLK 屏驅(qū)動時鐘DDS數(shù)字時鐘同步DDS,OUTSCLK/M予標器2或1過標器2(或1)或1預(yù)標器37四、數(shù)據(jù)通道方框四、數(shù)據(jù)通道方框數(shù)據(jù)通道功能說明數(shù)據(jù)通道功能說明（參考圖21） 數(shù)據(jù)通道內(nèi)含數(shù)據(jù)通道內(nèi)含：縮放過濾器GAMMA校正，R G B 偏置、PANEL去抖動等電路組成。 SCALING IC是將VG

57、A輸出不同的解析度與頻率的信號最終轉(zhuǎn)變成LCD PANEL可以接受的解析度與頻率。 縮放過濾器縮放過濾器： GmZan1縮放過濾器使用了Genesis公司的先進專利技術(shù)，可以提供高質(zhì)量的實時視頻和圖象縮放。 對ADC模塊輸出的8Bit數(shù)據(jù)信號進行圖像幾何處理，數(shù)字運算。例：輸入信號為640*480，PANEL的顯 示為1024/640=X, 768/480=Y,用X, Y 值來進行計算，以實現(xiàn)1024*768掃描。(即進行插補處理）混合PANEL DATA 抖動抑制混合、PANEL接口灰度調(diào)整GAMA校正消除抖動R G B偏置縮放過濾器混合8bit采樣數(shù)據(jù)10bit8/6bitTO Panel

58、 data8bit/6Bit背景顏色內(nèi)部OSD外部OSD圖圖218Bit838 GAMMA GAMMA校正校正：用來調(diào)整TFT PANEL所顯示的R G B 數(shù)據(jù)的特性參數(shù)。整個GAMMA校正也可以被設(shè)成是獨立的 三個通道。另外，GAMMA校正也可以被用做對比度、亮度、白平衡（色溫）的調(diào)整，它以8bit 輸入，并產(chǎn)生一個10位輸出數(shù)據(jù)信號，目的移走輸入數(shù)據(jù)中的非線性,使其輸出信號真正代表 線性亮度。 R G BR G B偏置偏置：RGB偏移為每個顏色通道提供了一個簡單的轉(zhuǎn)換（正或負）。它可以在有限的范圍內(nèi)進行簡 單的亮度調(diào)整。它的值在0-FFH之間。這種調(diào)整比計算Gamma Table要快得多

59、，同時用戶可以通 過它來對OSD進行快速的亮度調(diào)整。偏移的范圍從127級到127級。 PANEL PANEL 數(shù)據(jù)消抖數(shù)據(jù)消抖 ：對于那些R G B 輸入小于8位的，GMZAN1會提供一些規(guī)則的或是隨機的去抖動方式，這 使PANEL的圖像看起來更平滑。 PANEL PANEL 背景色背景色：顯示器的背景色是可選的，一般情況下設(shè)為黑色。 OSD OSD 控制：控制：GMZAN1芯片有一個內(nèi)部（屏幕顯示）OSD控制器集成字型ROM。芯片還支持外部OSD 控制器 , 以提供一個用戶接口，內(nèi)部和外部OSD窗口可以顯示于PANEL的任意位置，OSD窗口不受縮放操 作影響，其大小將保持一致。 PANELP

60、ANEL接口：接口：GmZan1能與目前常見的640 x480, 800 x600 and 1024x768 分辨率的Panel兼容。一般采用雙像 素傳輸方式，分為奇（ODD）、偶（EVEN）傳輸。傳輸模式如下圖： 雙像素傳輸雙像素傳輸 模式時序模式時序 圖 2239LCD PANELLCD PANEL開啟控制開啟控制：LCD PANEL開啟與關(guān)閉是按照一個固定順序的，否則，將損壞PANEL。 所以，GMZAN1有一個嚴格驅(qū)動順序。 A:state0（POWER OFF)此時PPWR PBIAS為低電平，PANEL被強制為0，此時PANEL關(guān)閉(PPWR屏供電，PBIAS屏編 置） B:sta