LCD -TV电源逆变器 工作原理京安学院 刘英才内部资料 勿言拷贝目录1、简述. 2、电源逆变器原理框图 3、电路组成分析 4、实例电路分析 简述n液晶显示非自体发光器件，需要靠背光源产生可视的 图像，LCD电视通常用冷阴极荧光灯（CCFL）提供 光源。n冷阴极荧光灯具有管径细、寿命长、光效高；且不受 启动次数的影响等优点。因此CCFL是目前最高效的 显示器件背景照明光源。n为了最大化灯管的寿命，需要采用交流波形驱动 CCFL，为了最大化其效率(光输出与输入电功率之比) ，需要用接近正弦的波形驱动灯管 。n电源逆变器的功能即是将直流电源电压变成驱动 CCFL的频率约为40kHz80kHz的交流电流波形 。电源逆变器示意图DC-AC INVERTERVinVoutIinIoutCCFL逆变器电源逆变器原理框图控制 信号驱动 芯片开关 电路谐振 电路负载 CCFL电源 供电电压反馈电流反馈电源供电nLCD TV22寸及以下12V、14V等nLCD TV26寸及以上24VnLips二合一电源24V、120V、400VCCFLn形状：I形、L形、U形、W形n物理特性：内部密封惰性气体和水银的气体放电管，当两端加上 电压时，因发生电离而发出可见光。n电气特性：CCFLn点灯曲线n工作曲线CCFLn冷阴极管在开始崩溃前等效阻抗为一极 大阻抗（约100M），一旦崩溃后阻抗 急剧下降为低阻抗（约100K）。因此 需要一个满足CCFL崩溃前后的电压与频 率曲线。高阻抗时提供高电压高频率， 低阻抗时提供低电压低频率来减小变压 器的匝数比和提高逆变器的效率。谐振电路n串联谐振n并联谐振n串并联谐振谐振电路（串联谐振）n 电路图n波特图回路的增益(dB)表示为频率的函数 谐振电路（并联谐振）n电路图n波特图谐振电路（串并联谐振）n电路图n波特图谐振电路n谐振电路的变换谐振电路开关电路n推挽电路（PUSH-PULL）n半桥电路（HALF-BRIDGE）n全桥电路（FULL-BRIDGE）推挽电路（ PUSH-PULL ）n电路形式半桥电路（HALF-BRIDGE）n电路形式全桥电路（FULL-BRIDGE）n电路形式驱动芯片n芯片厂商：OZ、MPS 、BITEK、ROHM 、 Microsemi 、MAXIM、Fairchild等n芯片功能：允许/禁止、软启动、点灯/正常频率设定 、开灯保护OLP/过压保护OVP/过流保护 OCP、模拟/数字调光等控制信号nON/OFF：CPU送过来的直流电平，接到驱动芯片的 enable脚，允许/禁止芯片工作nDim：分模拟和数字调光模拟调光：CPU送来的直流电平控制驱动芯片输出 的开关频率的脉冲占空比，使次级流过CCFL灯管的 交流电流波形幅度发生变化来调光（电流波形连续 ）。因占空比调整范围有限，所以调光范围窄。控制信号n数字调光：内部数字调光和外部数字调光n内部数字调光：CPU给出控制的直流电平送到驱动 芯片，驱动芯片内部产生一个100Hz250Hz左右的 LPWM（工作期内的开关频率仍然是40KHz 80KHz左右），调整直流电平，可以控制该LPWM 的占空比来调整CCFL灯管电流（电流波形是不连续 的）。控制信号n外部数字调光：CPU直接产生一个100Hz250Hz左 右的LPWM脉冲波形送到驱动芯片，通过控制该 LPWM脉冲波形的占空比去控制芯片输出的开关频 率的间歇频率的占空比来调整电流。电压反馈电流反馈实例分析n以公司自己开发的LIPS22二合一电源为例，着重分析逆变器 部分nLIPS22电源输入12V/2.5A左右，电压范围10.813.2Vn输出4灯，直形灯管n启动时，灯管两端电压1.9kV ，f60kHzn正常工作时，灯管两端电压 780Vrms/7mA ，f43kHznLPWM间歇频率125Hz左右n具有OLP开灯保护、OVP过压保护、2K电阻高压端对地保护OZ9938/OZ9939nOZ9938为正调光，OZ9939为负调光，Pin To PinnPin1（DRV1）为MOSFET的驱动输出脚 nPin2（VDDA）为芯片5V电压输入脚nPin3（TIMER）设定点灯时间和保护关机延迟时间1.由该脚外接到地的电容值决定点灯时间，在该脚电压值 达到3.0V后灯仍未点亮，则芯片停止工作并锁死2.当开灯保护被触发后，该脚被内部电流源充电，达到3.0V 后，驱动输出关断并锁死3.当过压过流保护被触发后，同样地，该脚电压达到3.0V后 ，芯片停止工作并锁死OZ9938/OZ9939nPin4（DIM）调光信号电平输入脚1.该脚电压1.5V时，数字调光的LPWM的占空比为100 ；0.1V时，占空比为02.当Pin11（LCT）脚电压3.0V时，该脚模拟调光的直流电 压为0.5V1.25V，电压幅度正比于灯管电流3.当Pin11（LCT）脚电压在0.5V1.0V时，该脚输入外接的 LPWM脉冲实现数字调光nPin5（ISEN）灯管电流检测反馈和灯管点亮监测脚1.当该脚电压0.7V或者Pin6（VSEN）脚电压Pin7（ OVPT）电压时，灯管未点亮2.当该脚电压1.2V并且Pin6（VSEN）脚电压 Pin7（ OVPT）电压时，灯管点亮。正常工作后，该脚作为灯管电 流反馈的检测脚OZ9938/OZ9939nPin6（VSEN）灯管电压反馈检测脚1.在点灯期内，当该脚电压达到3.0V时，该脚作为电压 反馈脚进行变压器输出电压稳压2.在正常工作时，当某种原因导致该脚电压升高到Pin7 （OVPT）电压时，关机保护将被触发，之后如前Pin3（ TIMER）2、3所述。nPin7（OVPT）过压过流保护阀值设定脚通过外部电阻设置过压过流保护的阀值电压(3.0V)nPin8、Pin9空脚nPin10（ENABLE）芯片ON/OFF控制脚该脚电压大于2.0V芯片工作，小于1.0V时芯片停止工作nPin11（LCT）内部调光的LPWM频率设定和数模调光选择 脚OZ9938/OZ99391.由该脚外接到电源VDD的电阻和到地的电容决定内部数字 调光的LPWM的频率2.数模调光功能选择如前Pin4（DIM）内所述nPin12（SSTCMP）软启动和环路补偿脚由该脚外接到地的电容实现软启动功能，并且该脚电压值决定 输出驱动MOSFET的开关频率PWM的占空比nPin13点灯启动频率和正常工作频率设定脚由该脚外接到电压端的电阻和该脚外接到地端的电容决定nPin14（GNDA）模拟信号地脚nPin15（DRV2）MOSFET驱动输出脚该脚与Pin1（DRV1）脚相位相反nPin16（PGND）电源地脚OZ9938/OZ9939n正常操作时序图OZ9938/OZ9939n点灯期间的开灯保护时序图OZ9938/OZ9939n正常工作时的开灯保护时序图OZ9938/OZ9939n正常工作时过压/过流保护时序图