电路分析：创维715T2907-3型电源板的PFC电路实现

1.PFC电路、副电源和主电源

该二合一电源板的PFC电路、副电源如图5-24所示,主电源和保护电路如图5-25所示,这些部分与康佳KPS+L180C3-01型电源板(第三章第二节介绍过)的相似,这里不再赘述,读者自行分析。

2.LED背光驱动电路

康佳KIP+L110E02C2型二合一电源板的LED驱动模块采用凹凸公司出品的OZ9906作为驱动电路的控制芯片。模块电路采用恒定电流方式驱动LED负载,因此输出电压会随LED负载的正向电压变化而变化做自动调整。

提示与引导 由于主电源输出的+146V电压高于LED串所需的驱动电压,因此该模块的电路没有升压(BOOST)部分,只有降压开关模式(BUCK)平衡电路部分。

(1)OZ9906简介

OZ9906的特点是,采用开关电源方式做电流平衡,效率极高,可达98%;可以支持六路高电压大电流LED串;采用扩频技术,有效减少EMI问题;支持多种模拟调光和PWM调光等调光方式;集成多种保护功能。OZ9906引脚功能和维修数据见表5-6。

图5-24 康佳KIP+L11OE02C2型二合一电源板的PFC电路和副电源电路

图5-25 康佳KIP+L110E02C2型二合一电源板的主电路和保护电路

表5-6 OZ9906的引脚功能和维修数据

OZ9906在康佳KIP+L110E02C2型二合一电源板中的应用电路如图5-26所示。

(2)背光控制芯片的供电电路

当+146V电压正常时,U7001①脚电压建立,U7001③脚到②脚有电流流过,Q7001导通,主电源输出的12V电压经Q7001向背光控制芯片N7101⑨脚供电。

(3)启动控制

二次开机后,主板送来的背光开/关控制信号BKLT_ON为高电平,从插座XS956的②脚输入电源板,经R7007送至N7101②脚(ENA),N7101开始工作,内部的振荡器以⑪⑳⑬脚设定的工作频率振荡,通过驱动电路放大后,从⑦脚、⑪脚输出PWM开关驱动信号,作为Q7101、Q7102的驱动信号。

(www.xing528.com)

图5-26 OZ9906在康佳KIP+L110E02C2型二合一电源板中的应用电路

提示与引导OZ9906有六路DRV驱动脉冲输出,但康佳KIP+L110E02C2型二合一板只应用了⑦脚、⑪脚两路输出。

(4)稳压控制电路

因LED对电流要求严格,因此本LED驱动电路采用了开关模式稳压器来实现LED电流的恒定控制。这种稳压电路也可称为LED恒流电路或LED平衡电路。

开关模式稳压器由MOS管(Q7101、Q7102)、电感(L7101、L7102)、肖特基二极管(D7101、D7102)和N7101的DRV引脚(⑦脚、⑪脚)组成,如图5-27所示。

当加到Q7101栅极的驱动脉冲为高电平时,Q7101导通,电流经+146V→LED灯条→L7101→Q7101→R7171∥R7172→地。当驱动脉冲为低电平时,Q7101截止。R7171、R7172为电流取样电阻。N7101⑪⑯脚为灯条电流反馈输入引脚,对大功率MOSFET开关管Q7101的漏极电流即灯条电流进行检测,以便实现恒流控制。R7171、R7172形成的电压降反馈到N7101⑪⑯脚,N7101根据⑪⑯脚电压的高低调整DRV脚输出脉冲信号的占空比,进而控制开关管Q7101导通时间,从而控制电感线圈L7101储能时间,也就控制了L7101两端电压的大小,最终控制了加至LED灯条两端的驱动电压大小。由于LED灯是电阻性负载,通过控制LED灯串的电压就可以达到控制LED灯电流的目的。

通过稳压控制电路,保证LED灯条的工作电流稳定为设定电流值(60mA或120mA),使背光亮度符合要求。

图5-27 稳压控制电路

(5)背光灯亮度调整

当需要调整亮度时,由主板上的微处理器产生的调光控制信号送到电源板的连接器XS956中③脚(PWM/ADIM端)。该控制信号送到N7101的⑪⑳⑰脚,经内部电路处理后,通过控制N7101⑦脚、⑪脚输出的驱动脉冲占空比,从而达到控制亮度的目的。

(6)保护电路

LED驱动电路中设计了完善的保护电路,以便防止LED灯条因过电流、过电压等原因而损坏,同时也可避免灯条损坏后对电路的影响。

1)LED灯条过电流、断路保护电路。N7101的ISEN引脚还具有过电流保护、LED开路保护的功能。在MOS管导通期间,当任何ISEN引脚(ISEN1~ISEN6)电压超过大约0.5V时,相应的DRV引脚将关闭。OZ9906有6只ISEN引脚,但康佳KIP+L110E02C2型二合一板只有两路LED驱动电压输出,因此只用了⑪⑯、⑪⑱脚两ISEN引脚,其他的ISEN引脚是拉至基准电压VREF,可将相应的控制电路排除在外。

当LED灯条出现短路故障,或由于其他原因导致LED灯条电流异常增大时,经过电流取样电阻R7171、R7172反馈给N7101⑪⑯脚的电压也随之变高。当LED灯条内部出现断路,或是电路板LED驱动输出插座与灯条之间接触不良时。LED灯条无电流流出,使电流取样电阻R7171、R7172上没有电压产生,反馈给N7101⑪⑯脚的电压也随之变低。

N7101⑪⑯、⑪⑱脚的电压高于最大的保护电压阈值或低于最小的保护电压阈值时,N7101内部的保护电路都会启动,关闭⑦脚、⑪脚驱动信号的输出,MOSFET管Q7101、Q7101不再工作,从而实现对LED的灯条过电流、断路保护。同时,N7101还从⑤脚(STATUS,LED状态输出引脚)由高电平变为低电平,使Q7003截止,Q7003的D极为高电平。该高电平经R967、D954送到主开关电源保护电路,向模拟晶闸管电路Q954基极送入高电平触发电压,模拟晶闸管电路被触发导通,将开/关机控制电路光耦合器U902的①脚电压拉低,与关机控制相同,光耦合器U902的发光二极管不能发光,光敏晶体管不导通,进而控制QB901截止,切断了PFC控制芯片和主电源厚膜块的VCC电压,PFC电路和主电源停止工作,整机进入待机保护状态。

提示与引导 LED驱动电路发生故障以及LED灯条开路、短路等,都可能引起主电源进入保护状态,表现为开机瞬间主电源有+12V、+146V电压输出,但随后降为接近0V。

2)延时保护电路。在N7101内部还有一个延时保护电路,由N7101⑪⑳⑭脚的内部电路和外接电容C7109组成。当收到各保护电路送来的起控电压时,保护器不会立即动作,而是让起控电压对C7109进行充电。当充电电压达到延时保护器设置的阈值时,延时保护器才向后级驱动电路输出关断控制信号,从而实现延时保护。这样可以有效地避免电路出现的误保护现象,也就是说,只有出现持续的保护电压时,保护电路才会动作。