FSP107-2PS01二合一電源板電路分析

圖3 采用LX16921DW(U301)的逆變電路圖

LX16921DW的引腳功能及實(shí)測(cè)電壓如表3所示。

表3 LX16921DW的引腳功能及實(shí)測(cè)電壓

1.振蕩啟動(dòng)

U301的供電及使能控制電路由Q302、Q301、ZD301組成。背光開(kāi)/關(guān)控制信號(hào)(ONIOFF)加到Q301的基極，Q301導(dǎo)通，Q302導(dǎo)通，12V電壓經(jīng)R302降壓后加到Q302的發(fā)射極，經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓二極管ZD301后產(chǎn)生穩(wěn)定的5V電壓，加到U301的(20)腳和⑥腳。

2.PWM脈寬調(diào)制與輸出

該組件中的逆變電路提供五種可選擇調(diào)光模式，見(jiàn)表4。本電路采用的是外部數(shù)字PWM控制模式。從主信號(hào)處理板上的CPU送來(lái)的亮度控制信號(hào)(V_PWM)加在U301⑨腳，⑦腳輸入固定電平VDDA.

VDDA電壓由①腳內(nèi)部低壓降(LDO)調(diào)節(jié)器產(chǎn)生。

U301⑨腳輸入的亮度控制信號(hào)(V_PWM)與③腳外接的三角波振蕩頻率調(diào)整電容上的電壓進(jìn)行比較后，輸出低頻PWM亮度控制信號(hào)送到電流誤差放大器的同相端，對(duì)從(14)腳輸入加在電流誤差放大器反相端的電流檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的脈沖送到時(shí)序邏輯與誤差檢測(cè)器中，將振蕩脈沖調(diào)制成斷續(xù)的激勵(lì)振蕩脈沖，經(jīng)內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路放大后輸出兩組激勵(lì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)：一組從(19)腳輸出A路激勵(lì)信號(hào)，從(18)腳輸出B路激勵(lì)信號(hào);第二組從U301(16)腳輸出C路激勵(lì)信號(hào)，從(15)腳輸出D路激勵(lì)信號(hào)。本方案只使用了一組驅(qū)動(dòng)信號(hào)，第二組驅(qū)動(dòng)信號(hào)未使用，通過(guò)電阻R311、R312到地。

3.高壓激勵(lì)驅(qū)動(dòng)電路

U301(19)、(18)腳為驅(qū)動(dòng)脈沖輸出端(分別為AOUT、BOUT)，交替輸出高電平和低電平，經(jīng)前級(jí)半橋結(jié)構(gòu)組成的驅(qū)動(dòng)電路放大后，送往雙MOSFET管與高壓變壓器中，產(chǎn)生高壓激勵(lì)信號(hào)驅(qū)動(dòng)燈管發(fā)光。

U301(19)腳輸出的激勵(lì)信號(hào)(直流電平約0.058V)經(jīng)Q351~Q353前級(jí)放大后，通過(guò)電容C350耦合到T350的⑩腳;U301(18)腳輸出的激勵(lì)信號(hào)(直流電平約(J.(J56V)經(jīng)Q361~Q363前級(jí)放大后，直接與T350的⑥腳相連。在U301(19)、(18)腳交替輸出的高電平和低電平作用下，后級(jí)MOS管交替導(dǎo)通和截止。當(dāng)Q352、Q363導(dǎo)通時(shí)，Q362、Q353截止，變壓器T350初級(jí)中的電流流向?yàn)閺纳系较?當(dāng)Q352、Q363截止時(shí)，Q362、Q353導(dǎo)通，T350初級(jí)中的電流流向?yàn)閺南碌缴?。通過(guò)T350的隔離，在T350的次級(jí)產(chǎn)生高頻方波電壓加到N溝道MOS管Q400、Q410的G極，在Q400、Q410的開(kāi)關(guān)作用下，將高頻方波電壓進(jìn)一步提升后加到升壓變壓器T420的初級(jí)，再通過(guò)變壓器T420耦合，在次級(jí)感應(yīng)到更高電壓的高頻方波，在由變壓器漏感及回路電容組成的LC諧振電路的作用下產(chǎn)生正弦波，從而驅(qū)動(dòng)冷陰極燈管發(fā)光。

當(dāng)T402次級(jí)感應(yīng)到的高頻方波從低電平跳到高電平時(shí)，由于漏感有抑制作用，輸出波形慢慢升到最大;當(dāng)T402次級(jí)感應(yīng)到的高頻方波從高電平跳到低電平時(shí)，由于漏電感有抑制作用，輸出波形慢慢降到最小，就這樣方波變成了正弦波，加到燈管兩端。

在開(kāi)機(jī)瞬間，該電壓能達(dá)到1500V;正常工作時(shí)，輸出為500v左右的交流電壓。

4.保護(hù)電路

(1)過(guò)電流檢測(cè)輸入

U301(11)腳外接電阻R320到地。在R320兩端產(chǎn)生與高壓變壓器次級(jí)線圈電流成正比的全波交流電壓，與U301(11)腳內(nèi)部數(shù)字比較器的2V參考電壓比較。如果峰值電壓大于2V,比較器關(guān)閉輸出，以防止開(kāi)機(jī)瞬間的誤保護(hù);如果該腳電壓持續(xù)大于2V,U301將關(guān)閉(19)腳和(18)腳的脈沖輸出。

(2)過(guò)電壓檢測(cè)輸入

U301⑩腳輸入的電壓與內(nèi)部數(shù)字比較器的3.2V參考電壓比較，產(chǎn)生幅度高于3.2V的峰值電壓，該電壓根據(jù)脈沖信號(hào)產(chǎn)生頻率范圍為30kHz~500kHz的數(shù)字邏輯脈沖。

升壓變壓器T420的取樣電流分兩路，一路是通過(guò)C421、C424耦合，經(jīng)D323、D325整流后，在電阻R337、R338上形成取樣電壓，加到D322中二極管的負(fù)端;另一路通過(guò)C423、C427耦合，經(jīng)D327整流，在電阻R324、R323上形成取樣電壓，加到U302(LM358)的⑤腳。

當(dāng)由于某種原因引起T420輸出電壓過(guò)高時(shí)，D322雪崩擊穿，經(jīng)D321整流后加在U302③腳，與②腳輸入的固定電壓比較，從U302①腳輸出約5v電壓，再經(jīng)D303降壓后加在U301(13)腳，同時(shí)加在狀態(tài)檢測(cè)電路Q320的柵極。另一方面，加到U302⑤腳的取樣電壓與U302⑥腳輸入的固定電壓經(jīng)內(nèi)部比較放大后，從U302⑦腳輸出約5V電壓，再經(jīng)D320降壓后加在U301(13)腳。

(3)電流檢測(cè)輸入

U301(14)腳輸入電壓與內(nèi)部數(shù)字比較器的1V參考電壓比較，以產(chǎn)生幅度大于1V的脈沖(在點(diǎn)燈模式期間，電流傳感輸入禁用)，控制數(shù)字邏輯脈沖發(fā)生器送往振蕩器的脈沖數(shù)，從而改變振蕩器的工作頻率。U301(14)腳的輸入電壓與燈管電流成正比。

T420的取樣電流分兩路，一路是通過(guò)C421、C424耦合，經(jīng)D323、D325整流后通過(guò)D306加到Q305的柵極;另一路經(jīng)D328整流，R316、R319分壓，R315限流后加到U301(14)腳。

(4)逆變器故障去保護(hù)

U301(14)腳為電流檢測(cè)輸入端，去保護(hù)時(shí)將外接電阻R315斷開(kāi)即可;U301(13)腳為過(guò)電壓檢測(cè)輸入端，去保護(hù)時(shí)將外接電阻D320、D303斷開(kāi)即可;U301(11)腳為過(guò)電流檢測(cè)輸入端，去保護(hù)時(shí)將該腳接地即可。