LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路市公開課一等獎(jiǎng)省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

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LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第1頁(yè)目錄1、簡(jiǎn)述.2、電源逆變器原理框圖3、電路組成份析4、實(shí)例電路分析LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第2頁(yè)簡(jiǎn)述液晶顯示非自體發(fā)光器件，需要靠背光源產(chǎn)生可視圖像，LCD電視通慣用冷陰極熒光燈（CCFL）提供光源。冷陰極熒光燈含有管徑細(xì)、壽命長(zhǎng)、光效高；且不受開啟次數(shù)影響等優(yōu)點(diǎn)。所以CCFL是當(dāng)前最高效顯示器件背景照明光源。為了最大化燈管壽命，需要采取交流波形驅(qū)動(dòng)CCFL，為了最大化其效率(光輸出與輸入電功率之比)，需要用靠近正弦波形驅(qū)動(dòng)燈管。電源逆變器功效即是將直流電源電壓變成驅(qū)動(dòng)CCFL頻率約為40kHz－80kHz交流電流波形。LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第3頁(yè)電源逆變器示意圖

DC-ACINVERTERVinVoutIinIoutCCFL逆變器LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第4頁(yè)電源逆變器原理框圖

控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)芯片開關(guān)電路諧振電路負(fù)載CCFL電源供電電壓反饋電流反饋LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第5頁(yè)電源供電LCDTV22寸及以下＋12V、14V等LCDTV26寸及以上＋24VLips二合一電源＋24V、120V、400VLCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第6頁(yè)CCFL形狀：I形、L形、U形、W形物理特征：

內(nèi)部密封惰性氣體和水銀氣體放電管，當(dāng)兩端加上電壓時(shí)，因發(fā)生電離而發(fā)出可見光。電氣特征：

LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第7頁(yè)CCFL點(diǎn)燈曲線工作曲線LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第8頁(yè)CCFL冷陰極管在開始瓦解前等效阻抗為一極大阻抗（約100MΩ），一旦瓦解后阻抗急劇下降為低阻抗（約100KΩ）。所以需要一個(gè)滿足CCFL瓦解前后電壓與頻率曲線。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減小變壓器匝數(shù)比和提升逆變器效率。LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第9頁(yè)諧振電路串聯(lián)諧振并聯(lián)諧振串并聯(lián)諧振LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第10頁(yè)諧振電路（串聯(lián)諧振）

電路圖波特圖回路增益(dB)

表示為頻率函數(shù)LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第11頁(yè)諧振電路（并聯(lián)諧振）電路圖波特圖LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第12頁(yè)諧振電路（串并聯(lián)諧振）電路圖波特圖LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第13頁(yè)諧振電路諧振電路變換LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第14頁(yè)諧振電路

LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第15頁(yè)開關(guān)電路推挽電路（PUSH-PULL）半橋電路（HALF-BRIDGE）全橋電路（FULL-BRIDGE）LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第16頁(yè)推挽電路（PUSH-PULL）電路形式LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第17頁(yè)半橋電路（HALF-BRIDGE）電路形式LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第18頁(yè)全橋電路（FULL-BRIDGE）電路形式LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第19頁(yè)驅(qū)動(dòng)芯片芯片廠商：OZ、MPS、BITEK、ROHM、Microsemi、MAXIM、Fairchild等芯片功效：允許/禁止、軟開啟、點(diǎn)燈/正常頻率設(shè)定、開燈保護(hù)OLP/過壓保護(hù)OVP/過流保護(hù)OCP、模擬/數(shù)字調(diào)光等LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第20頁(yè)控制信號(hào)ON/OFF：CPU送過來直流電平，接到驅(qū)動(dòng)芯片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送來直流電平控制驅(qū)動(dòng)芯片輸出開關(guān)頻率脈沖占空比，使次級(jí)流過CCFL燈管交流電流波形幅度發(fā)生改變來調(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。LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第21頁(yè)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)光內(nèi)部數(shù)字調(diào)光：CPU給出控制直流電平送到驅(qū)動(dòng)芯片，驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)100Hz－250Hz左右LPWM（工作期內(nèi)開關(guān)頻率依然是40KHz－80KHz左右），調(diào)整直流電平，能夠控制該LPWM占空比來調(diào)整CCFL燈管電流（電流波形是不連續(xù)）。LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第22頁(yè)控制信號(hào)外部數(shù)字調(diào)光：CPU直接產(chǎn)生一個(gè)100Hz－250Hz左右LPWM脈沖波形送到驅(qū)動(dòng)芯片，經(jīng)過控制該LPWM脈沖波形占空比去控制芯片輸出開關(guān)頻率間歇頻率占空比來調(diào)整電流。LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第23頁(yè)電壓反饋

LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第24頁(yè)電流反饋

LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第25頁(yè)實(shí)例分析以企業(yè)自己開發(fā)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10.8－13.2V輸出4燈，直形燈管開啟時(shí)，燈管兩端電壓＝1.9kV，f＝60kHz正常工作時(shí)，燈管兩端電壓＝780Vrms/7mA，f＝43kHzLPWM間歇頻率＝125Hz左右含有OLP開燈保護(hù)、OVP過壓保護(hù)、2K電阻高壓端對(duì)地保護(hù)LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第26頁(yè)LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第27頁(yè)OZ9938/OZ9939OZ9938為正調(diào)光，OZ9939為負(fù)調(diào)光，PinToPinPin1（DRV1）為MOSFET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)間由該腳外接到地電容值決定點(diǎn)燈時(shí)間，在該腳電壓值到達(dá)3.0V后燈仍未點(diǎn)亮，則芯片停頓工作并鎖死當(dāng)開燈保護(hù)被觸發(fā)后，該腳被內(nèi)部電流源充電，到達(dá)3.0V后，驅(qū)動(dòng)輸出關(guān)斷并鎖死當(dāng)過壓過流保護(hù)被觸發(fā)后，一樣地，該腳電壓到達(dá)3.0V后，芯片停頓工作并鎖死

LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第28頁(yè)OZ9938/OZ9939Pin4（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LPWM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)光直流電壓為0.5V－1.25V，電壓幅度正比于燈管電流當(dāng)Pin11（LCT）腳電壓在0.5V－1.0V時(shí)，該腳輸入外接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)亮當(dāng)該腳電壓〉1.2V而且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檢測(cè)腳LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第29頁(yè)OZ9938/OZ9939Pin6（VSEN）燈管電壓反饋檢測(cè)腳在點(diǎn)燈期內(nèi)，當(dāng)該腳電壓到達(dá)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)某種原因造成該腳電壓升高到〉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）過壓過流保護(hù)閥值設(shè)定腳經(jīng)過外部電阻設(shè)置過壓過流保護(hù)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)芯片停頓工作Pin11（LCT）內(nèi)部調(diào)光LPWM頻率設(shè)定和數(shù)模調(diào)光選擇腳LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第30頁(yè)OZ9938/OZ9939由該腳外接到電源VDD電阻和到地電容決定內(nèi)部數(shù)字調(diào)光LPWM頻率數(shù)模調(diào)光功效選擇如前Pin4（DIM）內(nèi)所述Pin12（SSTCMP）軟開啟和環(huán)路賠償腳由該腳外接到地電容實(shí)現(xiàn)軟開啟功效，而且該腳電壓值決定輸出驅(qū)動(dòng)MOSFET開關(guān)頻率PWM占空比Pin13點(diǎn)燈開啟頻率和正常工作頻率設(shè)定腳由該腳外接到電壓端電阻和該腳外接到地端電容決定Pin14（GNDA）模擬信號(hào)地腳Pin15（DRV2）MOSFET驅(qū)動(dòng)輸出腳該腳與Pin1（DRV1）腳相位相反Pin16（PGND）電源地腳LCDTV電源逆變器工作原理OZ推挽半橋全橋電路第31頁(yè)OZ9938/OZ993