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平板電視維修技術(shù) 大屏幕液晶顯示屏背光燈及高壓驅(qū)動電路原理及電路分析(二)2010-03-29 10:05海信TLM32XX系列大屏幕液晶電視 背光燈電路原理及分析海信32寸 液晶電視 主要采用韓國三星屏和LG屏,以下把三星屏背光驅(qū)動電路進(jìn)行介紹;在本文的第一部分,介紹了背光燈管及驅(qū)動電路,并對驅(qū)動電路的要求進(jìn)行了較詳細(xì)的敘述,下面以韓國三星屏為例,對電路的組成形式、工作原理、控制方式進(jìn)行介紹。背光燈高壓驅(qū)動電路在液晶電視機(jī)中,是一個單獨(dú)工作的受控于CPU的電路組件,其主要作用是點(diǎn)亮液晶屏內(nèi)的背光燈管并受CPU控制對其能進(jìn)行啟動、停止(on/off)及亮度控制。由于液晶屏的尺寸、燈管的數(shù)量、點(diǎn)亮電壓、啟動特性均不相同,背光燈高壓驅(qū)動電路其輸出特性必須適配于所驅(qū)動的液晶屏,所以背光燈高壓驅(qū)動電路組件是隨屏配套提供,在同一尺寸的液晶屏其型號不同,其背光燈高壓驅(qū)動電路組件是不能互換的。背光燈高壓驅(qū)動電路組件部分主要由;振蕩器、調(diào)制器、功率輸出電路及保護(hù)檢測電路組成,在三星32寸液晶屏中,背光燈高壓驅(qū)動電路中除功率輸出部分和檢測保護(hù)部分外,振蕩器、調(diào)制器及控制部分采用一塊ROHM(羅姆)公司的單片集成電路BD9884FV來完成(圖1虛線框內(nèi)),功率輸出采用N溝道和P溝道組合的MOSFET功率模塊SP8M3來完成,保護(hù)檢測由集成電路10393完成,輸出電路有高壓變壓器、諧振電容及背光燈管(CCFL)完成(并有輸出電壓、輸出電流取樣電路),以上這幾部份安裝在一塊電路板上,基本電路框圖及工作過程如圖1所示。圖1一、信號流程及工作原理;圖1中 CPU部分送來的控制信號控制振蕩器開始工作,產(chǎn)生頻率約100KHz的振蕩信號,送入調(diào)制器內(nèi)部和CPU部分送來的PWM亮度控制信號進(jìn)行調(diào)制,調(diào)制后輸出斷續(xù)的100KHz激勵振蕩信號送入功率輸出電路,輸出高壓并點(diǎn)亮背光燈管。PWM調(diào)制信號改變輸出高壓脈沖的寬度達(dá)到改變亮度的目的,背光燈管點(diǎn)亮后 L2、C及CCFL的組合又使高壓波形正弦形變化(低Q值串聯(lián)諧振),電容C的容抗及L2的感抗又起到背光燈管的限流作用。串聯(lián)在背光燈管上的取樣電阻R上的壓降作為背光燈管的工作狀態(tài)取樣電壓輸送到保護(hù)檢測電路(由10393組成),高壓變壓器L3的輸出,作為輸出電壓取樣信號也輸送到保護(hù)檢測電路,當(dāng)輸出電壓及背光燈管工作電流出現(xiàn)異常,保護(hù)檢測電路控制調(diào)制器停止輸出。由于三星32寸屏是采用16只背光燈管,又由于背光燈管不能并聯(lián)和串聯(lián)應(yīng)用,所以必須每個背光燈管配用一個高壓變壓器,此16個高壓變壓器要有相適配的激勵電路來驅(qū)動。圖2A是三星32寸屏背光燈高壓驅(qū)動組件圖片,圖2B是主要元件標(biāo)注。圖2A 圖2 B 【 郝銘原創(chuàng)作品 轉(zhuǎn)載 請注明出處】二、集成電路BD9884FV 及MOS功率輸出模塊SP8M3介紹1、BD9884FVBD9884FV是ROHM(羅姆)公司專門為液晶顯示屏背光燈高壓驅(qū)動電路設(shè)計(jì)的系列集成電路之一(適合不同的屏及電路形式有 BD9882BD9886系列選用)。該集成電路支持多燈管大屏幕液晶顯示器的背光燈高壓驅(qū)動電路,每塊BD9884FV 可支持到8只燈管驅(qū)動。BD9884 特點(diǎn);1)2通道輸出 半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(電路上改變即可用于全橋結(jié)構(gòu))2)內(nèi)置燈管電流、電壓反饋檢測控制電路3)支持多燈管方案4)軟啟動功能5)具有時間鎖存短路保護(hù)6)具有欠壓和過壓保護(hù)7)具有脈沖(PWM)輸入和直流輸入兩種亮度控制方式8)具有待機(jī)控制功能(由STB腳實(shí)現(xiàn))9)供電電壓511V10)具有內(nèi)置同步移相通訊接口,支持多IC并聯(lián)使用,實(shí)現(xiàn)大屏幕多燈管驅(qū)動(16根燈管)11)SS0P-B28封裝 (表面貼片)BD9884FV 外形如 圖3所示 內(nèi)部框圖如圖4所示各引腳的功能及實(shí)測電壓值見表1(用數(shù)字表測)圖3圖4 表 12、SP8M3SP8M3是N溝道 + P溝道組合功率放大MOSFET模塊 具有體積小、功率大、導(dǎo)通電阻小、對稱性好、無需散熱器的貼片元件,Vds為30V ID 最大達(dá)到7A,內(nèi)部電路及外形圖5所示。圖5 SP8M3 內(nèi)部電路及外形圖6 SP8M3內(nèi)部N溝道及P溝道參數(shù)三、BD9884FV基本電路介紹三星32寸液晶屏采用了兩塊BD9884FV完成對16燈管背光燈的激勵驅(qū)動,電路比較復(fù)雜,為了便于對三星32寸液晶屏16燈管背光燈高壓驅(qū)動電路的理解,先介紹圖7所示的采用一塊BD9884FV構(gòu)成的兩燈管驅(qū)動電路的基本方案。圖7BD9884FV是具有兩通道輸出的驅(qū)動集成電路,圖7方案是兩個通道分別點(diǎn)亮各自一只背光燈管的激勵驅(qū)動原理圖,兩個通道均同時受16腳輸入的on/off啟動信號及1腳輸入的PWM亮度控制信號的控制。由26、27腳輸出第一通道激勵信號,23、24腳輸出第二通道激勵信號第一通道高壓激勵驅(qū)動;BD9884FV的26、27腳輸出激勵信號及Q1、Q2、T1、C1、CCFL1、R1組成第一通道激勵驅(qū)動電路,18腳是該通道背光燈管工作狀態(tài)取樣反饋輸入端,10腳是輸出高壓取樣反饋輸入端,起到輸出電壓異常和燈管工作異常時即進(jìn)入停止激勵輸出的保護(hù)作用。電路特點(diǎn);Q1、Q2為SP8M3功率輸出模塊,組成了全橋架構(gòu)功率輸出模式,等效電路圖8所示(BD9884FV的設(shè)計(jì)是支持半橋架構(gòu)功率輸出模式,在本電路中增加了Q507、Q508電路,使其具有支持全橋架構(gòu)功率輸出的功能),輸出電路由T1、C1、CCFL1及R1組成一個低Q值串聯(lián)諧振電路。圖8工作過程;在液晶電視開機(jī)后24V電源即加于背光燈驅(qū)動電路板上,該電壓直接加于Q1Q4功率輸出模塊,并經(jīng)過降壓穩(wěn)壓為6V后加到BD9884FV的28腳作為VCC電壓,此時CPU送來開機(jī)on/off信號進(jìn)入16腳,BD9884FV內(nèi)部振蕩器開始工作產(chǎn)生100KHz方波信號送入調(diào)制器并和CPU來經(jīng)過BD9884FV 1腳輸入的PWM亮度控制信號進(jìn)行調(diào)制、放大后由26、27腳輸出激勵信號加到全橋架構(gòu)功率輸出電路Q1、Q2的兩只N溝道MOS管的柵極(G1)上,從圖8等效電路中可以看到Q1、Q2中的四只MOS管組成了全橋架構(gòu)的四個橋臂,由26、27腳輸出激勵信號,分別加到Q1和Q1功率模塊的N溝道MOS管上,使其輪流導(dǎo)通,放大后的激勵信號則經(jīng)過L1流通,經(jīng)過TI升壓加到背光燈管并點(diǎn)亮燈管,TI的L3、C1 和CCFL1組成一個低Q值的串聯(lián)諧振電路,諧振頻率和激勵振蕩頻率相同時,輸出波形進(jìn)行了正弦化的矯正,在CCFL1燈管點(diǎn)亮后,其T1的感抗和C1的容抗起到了燈管限流作用。 R1為CCFL1燈管工作電流取樣電阻,該電壓反映了燈管的工作狀態(tài)是否正常工作,當(dāng)燈管工作異常,燈管電流產(chǎn)生變化在R1上產(chǎn)生的壓降Ui也相應(yīng)變化,該燈管工作電流取樣電壓 Ui反饋到BD9884FV的18腳,控制振蕩激勵電路停止工作(在多燈管的液晶屏中 當(dāng)某一只燈管出現(xiàn)故障或啟動性能有差異即會出現(xiàn)屏不能啟動點(diǎn)亮的故障)。T1的L2為輸出電壓過壓、欠壓取樣繞組,取樣電壓Uv反饋到振蕩、控制集成電路BD9884FV的10腳,該取樣電壓Uv的變化反應(yīng)點(diǎn)亮燈管高壓輸出的正常與否,當(dāng)電路出現(xiàn)故障引起該電壓出現(xiàn)異常時,由10腳內(nèi)部的比較控制電路,控制振蕩電路停止工作。高壓變壓器外形及接線圖如圖9所示。圖9第二通道高壓激勵驅(qū)動;23、24腳輸出激勵Q3、Q4、T2、C2、CCFL2、R2組成第二路通道系統(tǒng),工作原理和第一路通道相同17腳為第二路通道的燈管電流取樣輸入,13腳為輸出電壓取樣輸入。四、采用兩塊BD9884FV的16背光燈管驅(qū)動方案三星32寸液晶屏的高壓驅(qū)動電路采用了 兩只BD9884FV支持16只背光燈管,每只BD9884FV支持8只背光燈管,如圖10所示。在圖10中可以看到BD9884FV的26、27腳輸出通道同時激勵兩組全橋架構(gòu)功率輸出電路;Q1、Q2為一組,Q3、Q4為一組,這兩組的激勵輸入端并聯(lián)后接于. BD9884FV的26、27腳,一個BD9884FV輸出激勵通道支持兩組率輸出電路。再看圖中由Q1 Q2組成的一路輸出電路在輸出端連接兩只高壓輸出變壓器,并支持兩只背光燈管,這樣每一路通道即可以支持4只背光燈管,一塊BD9884FV的兩路通道即可以完成支持8只燈管。圖1016只背光燈管 32寸液晶屏采用如圖11所示的方案;用兩塊ND9884FV并聯(lián)應(yīng)用,采用一套控制信號控制,支持16只背光燈管點(diǎn)亮。在兩塊BD9884FV 16燈管支持方案中,要求兩塊BD9884FV的四通道輸出激勵輸出信號的PWM調(diào)制脈沖,依次移相900,這樣4組燈管則達(dá)到輪流斷電、供電,使亮度更均勻,干擾最小,為了達(dá)到此目的,兩塊BD9884FV的通訊連接移相控制由在兩塊BD9884FV的2、3、4、5、6之間進(jìn)行,使四通道輸出的PWM調(diào)制信號的相位關(guān)系如圖12所示。未完待續(xù) 保護(hù)電路及故障維修類別:tv 在線 | | 添加到搜藏 | 分享到i貼吧 | 瀏覽(348) | 評論(0) 上一篇:平板電視維修技術(shù) 大屏幕液晶顯.下一篇:平板電視維修技術(shù) 大屏幕液晶顯.查看文章平板電視維修技術(shù) 大屏幕液晶顯示屏背光燈及高壓驅(qū)動電路原理及電路分析(一)2010-03-28 23:47(目前液晶電視的銷量和社會保有量非常大,液晶電視的維修資料奇缺,而液晶電視的背光燈高壓驅(qū)動電路又是液晶電視中極易發(fā)生故障的部位,它類似于CRT電視的行掃描電路,是高壓大電流電路,其故障率不低于CRT電視的行掃描電路。目前對于該部分的原理電路分析維修的資料很少,該文對于背光燈管及驅(qū)動電路的特性、構(gòu)造、組成、要求、電路原理分析比較詳盡,以幫助維修人員更加深刻的理解液晶電視背光燈驅(qū)動電路,為下一步維修打好基礎(chǔ))液晶電視的顯示屏是屬于被動發(fā)光型的顯示器件,液晶屏自身不發(fā)光,它需要借助背光燈來實(shí)現(xiàn)屏的發(fā)光,即背光燈管發(fā)出光線通過液晶屏透射出來,利用液晶的分子在電場作用下控制通過的光線(對光進(jìn)行調(diào)制)以形成圖像,所以一塊液晶屏工作成像必須配上背光源才能成為一個完整的顯示屏,要顯示色彩豐富的優(yōu)質(zhì)圖像,要求背光燈的光譜范圍要寬,接近日光色以便最大限度的展現(xiàn)自然界的各種色彩。目前的液晶屏背光燈,一般采用的是光譜范圍較好的冷陰極熒光燈(cold cathode fluorescent lamp;CCFL)作為背光光源。大屏幕的液晶電視要保證有足夠的亮度、對比度和整個屏幕亮度的均勻性,均采用多燈管系統(tǒng),32寸屏一般采用16只燈管,47寸屏一般采用24只燈管。耗電量每只燈管約為為8W計(jì)算,一臺32寸屏的液晶電視背光燈耗電量達(dá)到130W,一臺47寸的液晶電視背光燈的耗電量達(dá)到近200W(加上其它電路耗電,一臺32寸屏的液晶電視耗電量在200W左右)冷陰極熒光燈的構(gòu)造和工作原理冷陰極熒光燈CCFL是氣體放電發(fā)光器件,其構(gòu)造類似常用的日光燈,不同的是采用鎳鉭和鋯等金屬做成的無需加熱即可發(fā)射電子的電極冷陰極來代替鎢絲等熱陰極,燈管內(nèi)充有低氣壓汞氣,在強(qiáng)電場的作用下,冷陰極發(fā)射電子使燈管內(nèi)汞原子激發(fā)和電離,產(chǎn)生燈管電流并輻射出253.7nm紫外線,紫外線再激發(fā)管壁上的熒光粉涂層而發(fā)光,圖1。冷陰極熒光燈的特性冷陰極熒光燈是一個高非線性負(fù)載,它的觸發(fā)(啟動)電壓一般是三倍于工作(維持)電壓,(電壓值的大小和燈管的長度和直徑有關(guān))冷陰極熒光燈在開始啟動時,當(dāng)電壓還沒有達(dá)到觸發(fā)值(12001600V)時,燈管呈正電阻(數(shù)兆歐),一旦達(dá)到觸發(fā)值,燈管內(nèi)部產(chǎn)生電離放電產(chǎn)生電流,此時電流增加,燈管兩端電壓下降呈負(fù)阻特性圖2,所以冷陰極熒光燈觸發(fā)點(diǎn)亮后,在電路上必須有限流裝置,把燈管工作電流限制在一個額定值上,否則會因?yàn)殡娏鬟^大燒毀燈管,電流過小點(diǎn)亮又難以維持。圖2是冷陰極熒光燈的電壓電流特性,垂直軸表示流過燈管電流,水平軸表示燈管兩端電壓。在燈管開始點(diǎn)亮之前,水平軸上燈管兩端的電壓上升,當(dāng)還未達(dá)到燈管觸發(fā)電壓時(1200V1600V以下),燈管電流基本沒有,當(dāng)達(dá)到觸發(fā)電壓時(1200V1600V)燈管內(nèi)部汞原子電離,產(chǎn)生電流,燈管點(diǎn)亮由于電流上升,燈管兩端電壓急劇下降,并維持在400V600V左右,此時由于外電路的限流作用,燈管兩端的電壓基本上維持在觸發(fā)電壓的大約三分之一處,燈管兩端電壓的小幅度變化會引起燈管電流較大幅度的變化(電流大幅度的變化,直接影響燈管的使用壽命)。點(diǎn)亮燈管后維持燈管兩端電壓的穩(wěn)定性是重要的。冷陰極熒光燈在良好的供電環(huán)境下,壽命可以達(dá)到2500050000小時(近似于CRT壽命),即燈管供電的頻率、波形、觸發(fā)電壓、維持電壓、燈管電流要符合該燈管的特性。對于有亮度控制的燈管,波形要求更加嚴(yán)格,否則燈管壽命大大縮短(有些屏的背光燈管和液晶屏是做成一個整體是不可換的,燈管損壞,屏體整體也成廢品)。冷陰極熒光燈要求高效率、長壽命,那么對其燈管的供電、激勵部分是要符合燈管的特性,供電源必須是交流正弦波,頻率為40K60K左右,觸發(fā)電壓在12001600V,維持電壓約是觸發(fā)電壓的三分之一點(diǎn)(由燈管的長度和直徑?jīng)Q定),由于每一只燈管的電壓/電流特性并不是完全一樣,燈管不能直接并聯(lián)使用(串聯(lián)應(yīng)用雖然可以點(diǎn)亮,由于特性的差異造成相串聯(lián)的燈管的亮度不同,會造成整屏亮度不均勻),所以在多燈管液晶屏中,每一只燈管均配單獨(dú)一只高壓變壓器,圖3是三星32寸屏的背光燈高壓驅(qū)動板,該屏有16只燈管,其驅(qū)動板上就有16個高壓輸出變壓器,圖4是高壓變壓器。圖5是三星32寸液晶平背光燈高壓驅(qū)動電路的信號流程及簡單框圖。目前背光燈高壓驅(qū)動板和液晶屏是配套出廠的,不同型號、尺寸的液晶屏其高壓驅(qū)動板是不可互換的。圖3 圖4 關(guān)于冷陰極熒光燈的亮度控制;液晶電視也應(yīng)該和CRT電視一樣能進(jìn)行亮度控制,但是冷陰極熒光燈因?yàn)槠涮赜械姆蔷€性特性,用普通的依靠改變電壓控制電流的亮度控制方法,有一定的困難,雖然發(fā)光亮度的增大可以通過增大燈管的電流來實(shí)現(xiàn),但增大電流改變亮度的作用是有限的,且過大的電流會使燈管的電極受到損害,進(jìn)而導(dǎo)致燈管的壽命縮短,同樣減小電流控制亮度減小的作用也極其有限,并且電流減小會使放電難以維持導(dǎo)致熄滅,燈管弱電流放電對燈管的壽命也是不利的。所以目前冷陰極熒光燈的亮度控制均采用脈沖調(diào)光,具體方法是;用30200Hz的低頻PWM脈沖波(PWM脈沖波的寬度受控于CPU)對施加于冷陰極熒光燈管上的連續(xù)振蕩高壓進(jìn)行調(diào)制,使連續(xù)振蕩波變成斷續(xù)振蕩波,從而達(dá)到控制亮度的目的,其控制原理是;斷續(xù)的在極短間內(nèi)停止對冷陰極熒光燈供電,由于停止時間極短,不足以使燈管的電離狀態(tài)消失,但是其輻射的紫外線強(qiáng)度下降,管壁上的熒光粉的激發(fā)量減小,亮度也下降,只要控制PWM的脈沖的占空比,就可以改變燈管在一個導(dǎo)通/關(guān)閉周期的時間比,從而達(dá)到控制燈管平均亮度的目的見圖5中,調(diào)制器輸出的脈沖串信號,目前的技術(shù)可以達(dá)到400:1或更高的調(diào)光控制。但是,由于此種控制方式是反復(fù)的啟動、截止燈管,即在每一個啟動、關(guān)閉周期都會造成燈管高啟動電壓及電流的突變的沖擊,這對于氣體放電燈的電極而言是極為不利的,會大大的縮短燈管的壽命,為了解決這一問題,目前均采用一種“柔性”啟動技術(shù),即對調(diào)光脈沖的包絡(luò)的前沿和后沿,采用連續(xù)線性增幅和降幅的處理(前沿是一個逐步增大的過程,在后沿是一個逐步減小的過程)圖6,這樣經(jīng)過線性變幅處理后的高壓脈沖波,再作用于燈管上,就不會對燈管造成損傷,也不會影響燈管的壽命。為了防止斷續(xù)時間過長燈管熄滅,PWM脈沖信號的頻率控制在50200Hz范圍內(nèi)。脈沖調(diào)光方法控制亮度的范圍比較大,只要波形符合要求,對燈管的壽命沒有影響。目前具有亮度控制筆記本電腦的液晶屏的亮度控制,均采用此方法。但是具有脈沖調(diào)光的背光燈驅(qū)動電路比較復(fù)雜,技術(shù)要求高。對于多燈管屏的亮度控制,如果同時間斷燈管的瞬間供電,PWM的間斷頻率會和液晶屏的刷新頻率差拍,液晶屏?xí)霈F(xiàn)滾道干擾、閃爍、亮度不均勻等現(xiàn)象,為了防止這種現(xiàn)象產(chǎn)生,加于每個燈管的斷續(xù)脈沖波相位上有所差異,即對燈管來說,短暫停止供電在多根燈管中,不是同時斷電、供電,必須是交替輪流斷電、供電。多燈管系統(tǒng)一般把燈管分為4組,供電系統(tǒng)的PWM脈沖有4個通道,輸出4路經(jīng)過PWM調(diào)制的高頻脈沖波,每個通道向一組燈管供電,通道之間輸出的PWM調(diào)制脈沖,依次移相900,這樣4組燈管則達(dá)到輪流斷電、供電,使亮度更均勻,干擾最小,三星32寸液晶屏有16根燈管,分為4組,每組4根燈管(24根燈管液晶屏的就每組6根燈管)。 圖5 圖6圖7功率放大器和輸出電路;功率放大器的作用是把調(diào)制器調(diào)制的高頻斷續(xù)脈沖波,經(jīng)過放大到足夠激勵點(diǎn)亮冷陰極熒光燈管點(diǎn)亮的功率。輸出電路是利用變壓器對功率放大后的激勵信號進(jìn)一步的升壓以達(dá)到激勵并點(diǎn)亮燈管電壓,輸出電路還有一重要的作用,即是把功率放大輸出的方波轉(zhuǎn)化為冷陰極熒光燈管工作必須的正弦波。功率放大器在目前各廠家生產(chǎn)的背光燈高壓驅(qū)動電路中均采用MOSFET組成的功率輸出電路,電路形式有所不同,總的不外以下四種形式;1、 全橋架構(gòu);全橋架構(gòu)功率放大電路 圖8,放大元件由4只MOSFET(兩只N溝道及兩只P溝道)組成,應(yīng)用的供電電壓范圍寬(6V24V)最適合在低電源電壓的場合應(yīng)用。適合低電源電壓的設(shè)備如筆記本電腦等低壓供電的設(shè)備。2、 半橋架構(gòu);半橋架構(gòu)功率放大電路如圖9;和全橋架構(gòu)相比,節(jié)省了兩只功率放大管(一只N溝道和一只P溝道的MOSFET)。在相同的輸出功率和負(fù)載阻抗情況下,供電電壓比全橋架構(gòu)要提高一倍(電流為全橋架構(gòu)的一半),用在供電電壓較高的設(shè)備上(大于12V)。以上兩種架構(gòu)的功率輸出電路的每一個橋臂的放大元件是N溝道和P溝道MOSFET組成的串連推挽功率輸出電路。3、 推挽架構(gòu);這種架構(gòu)的功率放大電路如圖10,只用兩只廉價的低導(dǎo)通電阻的N溝道MOSFET,使電路的效率更高(P溝道的MOSFET價格高、由于導(dǎo)通電阻大,電路的效率較低),對于MOSFET的篩選要求也低,電路所用元件也少,有利于最大限度降低成本。該推挽架構(gòu)對電源的穩(wěn)定要求較高(如穩(wěn)定的12V供電),對于如筆記本電腦的電池電壓在使用中逐漸下降的設(shè)備,不易采用此推挽架構(gòu)的電路。4、 Royer架構(gòu)(自激振蕩);自激振蕩器方式 圖11,不需要激勵控制電路,主要兩只功率管和變壓器加反饋電路組成的最簡單應(yīng)用方式,是在不需要嚴(yán)格控制燈頻和亮度的設(shè)計(jì)中。由于Royer架構(gòu)是自激式設(shè)計(jì),受元件參數(shù)偏差的影響,很難嚴(yán)格控制振蕩頻率和輸出電壓的穩(wěn)定,而這兩者都會直接影響燈的亮度、使用壽命。并且無法對液晶屏進(jìn)行亮度控制,一般應(yīng)用在廉價的節(jié)能燈上,正因?yàn)榇?,Royer架構(gòu)一般不被用于液晶顯示屏上。盡管它是本文所述四種架構(gòu)中最簡單、廉價的。圖8 全橋架構(gòu)圖9 半橋架構(gòu)圖10 推挽架構(gòu) 圖11 Royer架構(gòu)輸出電路及正弦波的形成; 背光板驅(qū)動電路中前級(振蕩器和調(diào)制器)和功率輸出部分,基本上是工作在開關(guān)狀態(tài)(開關(guān)狀態(tài)工作效率高、輸出功率大),輸出基本也是開關(guān)信號,前面已經(jīng)提到冷陰極熒光燈的最佳供電電壓波形是正弦波,為了保證背光燈管工作在最佳狀態(tài)(對于發(fā)光亮度及壽命是非常重要的),還必須把功率輸出級輸出的信號變換為正弦波。正弦波的轉(zhuǎn)換;整個背光燈驅(qū)動電路我們可以把它看成是一個它激振蕩器。作為一個振蕩器輸出什么波型,完全取決于振蕩器的輸出電路特性,輸出電路是非諧振電路,輸出是脈沖波(輸出特性是純?nèi)菪暂敵鲣忼X波,輸出特性是純阻性輸出方波,輸出特性是純感性輸出微分波為主),輸出電路如果是諧振電路輸出必然是正弦波。我們只要把背光燈高壓驅(qū)動輸出電路,做成一個諧振電路就可以輸出正弦波,如果諧振電路的諧振頻率就是振蕩器的振蕩頻率,那么該背光燈驅(qū)動電路,就能做到最大限度的高效的把能量傳輸給燈管。輸出電路的處理方式是;在高壓變壓器的輸出端(輸入端也可以)和燈管連接處串連一只電容器C 圖12,電容器C和輸出高壓變壓器輸出端L及負(fù)載R(燈管)組成了一個低Q值的串連諧振電路。等效電路 圖13。在圖中 對于功率輸出信號的頻率作用于電感L和電容C,來說,在此頻率下,當(dāng)電感L的感抗XL等于電容C的容抗XC時,電路產(chǎn)生諧振,在此諧振電路中即產(chǎn)生諧振,由于組成是串連諧振電路,所以諧振時;電流達(dá)到最大值,此最大電流即是流過冷陰極熒光燈管的電流。其諧振時達(dá)到的最大值,也意味著功率輸出的能量,最大限度的輸送給了燈管,由于燈管也串連在電路中的一部分,形成了串連諧振電路的電阻份量,所以該諧振電路是低Q值電路,即使是振蕩頻率略有偏差,也能保證能量的傳輸。前面介紹過,在燈管點(diǎn)亮后的負(fù)阻特性,必須有限流的作用,此電路中電容器 C的容抗,正好起到限流的左右,此種方式限流能量損耗極小,此輸出電路極為巧妙。但是為了保證電容C和電感L的諧振頻率就是振蕩器的振蕩頻率,又要使電容C的容抗XC的大小基本正好是燈管的限流值,電路的精確設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。在維修中,電容C是比較容易損壞的元件,如有損壞,一定要用和原來一樣的電容代換,否則其性能會大幅下降,甚至不能使用。圖 12圖 圖 13以上第一部分 主要介紹 冷陰極熒光燈的構(gòu)造、特性。工作時對驅(qū)動電路的要求,特別是具有亮度控制的冷陰極熒光燈及多燈管液晶屏系統(tǒng)燈管的驅(qū)動供電要求作了介紹。下一部分;是冷陰極熒光燈高壓驅(qū)動電路的電路原理,故障分析,以三星屏為例。內(nèi)容;一、電路組成二、工作原理三、保護(hù)電路四、檢修方法及注意事項(xiàng)五、BD9884FV 詳細(xì)分析海信TLM-3277液晶電視 采用韓國三星屏,該屏內(nèi)置冷陰極熒光燈管16只。冷陰極熒光燈驅(qū)動電路板,隨屏配套。該冷陰極熒光燈驅(qū)動電路由兩塊 BD9884及8組全橋架構(gòu)功率輸出電路組成,功率輸出采用8SPM3 MOSFET N溝道、P溝道模塊。兩只8SPM3模塊及輸出高壓變壓器組成一個橋式輸出架構(gòu)。變壓器有初級繞組 X X 接功率輸出模塊,次級高壓繞組 X X接冷陰極熒光燈管 次級低壓繞組X X為作為取樣電壓送往BD9884的電壓檢測部分。BD9884 有兩路激勵輸出 26 27輸出一路 23 24 一路 ,每一路激勵輸出向兩個全橋功率電路提供激勵信號,每一組全橋功率輸出向兩個高壓變壓器驅(qū)動電壓(點(diǎn)亮兩只冷陰極熒光燈管),這樣;每一塊BD9884 可以驅(qū)動8 只燈管,兩只BD9884共驅(qū)動16只燈管。在兩塊集成電路的4路輸出激勵信號中,在進(jìn)行亮度控制時,是采用PWM方式控制,4路PWM脈沖,每路之間的相位差為900文章平板電視維修技術(shù) 大屏幕液晶顯示屏背光燈及高壓驅(qū)動電路原理及電路分析(三)2010-03-29 10:11TLM3277液晶電視背光燈驅(qū)動穩(wěn)定保護(hù)電路工作原理背光燈驅(qū)動電路向背光燈管供電并點(diǎn)亮背光燈管,要求液晶屏整個屏幕亮度均勻、穩(wěn)定。在實(shí)際應(yīng)用中,由于電源、燈管特性、溫度等原因等的影響會造成發(fā)光亮度不穩(wěn)定,此時要求背光燈高壓驅(qū)動電路要有自動穩(wěn)壓、穩(wěn)流功能。又由于液晶屏是多燈管點(diǎn)亮,當(dāng)某只背光燈管異常損壞或者性能不良,該燈管不亮或亮度極低,液晶屏即出現(xiàn)亮度不均勻甚至出現(xiàn)暗區(qū),這是不能允許的,此時要求背光燈高壓驅(qū)動電路能進(jìn)行保護(hù)性關(guān)機(jī)。為了解決上述問題,在背光燈高壓驅(qū)動電路上設(shè)置了;自動檢測輸出電壓、自動檢測燈管電流,并穩(wěn)定電壓、電流的自動檢測控制電路。當(dāng)某只背光燈管異常損壞或者性能不良出現(xiàn)暗區(qū)時,有故障的燈管會無電流或電流極小,此時背光燈高壓驅(qū)動電路設(shè)置檢測控制電路,檢測燈管異常電流,并控制整個背光燈高壓驅(qū)動電路停止工作(黑屏),等待檢修的。圖1 所示是該背光燈驅(qū)動電路的電壓、電流穩(wěn)定控制及自動檢測保護(hù)電路的示意圖。圖中,高壓變壓器的L3是輸出電壓的取樣繞組、電阻R是燈管電流取樣電阻。L3的取樣電壓經(jīng)過電壓反饋電路加到BD9884FV的電壓反饋輸入引腳10,R上的取樣電壓Ui(經(jīng)D502、C1整流濾波,反映燈管工作電流大?。┙?jīng)過電流反饋電路加到BD9884FV的電流反饋輸入引腳9,這兩路反饋電壓進(jìn)入BD9884FV后,和引腳1來的亮度工作PWM信號一起加到PWM亮度調(diào)制電路,完成亮度控制及亮度穩(wěn)定的作用。同時R上的取樣電壓進(jìn)入比較控制電路IC502和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,當(dāng)燈管衰老、損壞時取樣電壓大幅變化,比較控制電路動作輸出控制電壓進(jìn)入BD9884FV的引腳17,使振蕩器停止工作整個電路停止工作。圖1圖2具體電原理圖如圖2所示,一 電壓、電流反饋電路;(第一通道)工作原理;電壓反饋電路;TI的L2、R553、R554、D510、BD9884FV的10腳組成電壓反饋電路。工作時由于某些原因造成輸出電壓幅度變化不穩(wěn)定時,L2輸出的電壓Uv即相應(yīng)的變化不穩(wěn)定,該電壓經(jīng)過R553、R554分壓取樣后經(jīng)D510加到BD9884FV的10腳電壓反饋控制輸入端。電流反饋電路;R1、D502、C1、R537、R538、BD9884FV的9腳組成電流反饋電路。當(dāng)燈管在點(diǎn)亮后由于溫度的變化等原因引起電流變化造成亮度不穩(wěn)定時,變化的電流在取樣電阻上的壓降Ui也隨之變化,經(jīng)D502、C1整流濾波后該電壓經(jīng)過R537、R538分壓取樣后經(jīng)D502加到BD9884FV的9腳電流反饋輸入端。電壓和電流反饋電路的把反饋信號輸入后進(jìn)入BD9884FV內(nèi)部的調(diào)制電路和和經(jīng)由1腳送來的PWM亮度控制信號,在調(diào)制電路中共同作用完成亮度控制和對燈管的電壓、電流穩(wěn)定性控制。二燈管電流異常保護(hù)控制電路;(第一通道)由取樣電路、基準(zhǔn)比較電路及控制輸出兩部分組成。工作原理;取樣電路;由Q105、R540、D530組成,取樣電壓仍取自Ui。燈管工作正常時,Ui流入Q105的基極,Q105的集電極電流Ic上升,并飽和導(dǎo)通,集電極電壓Uc下降約為零,此時D530截止。當(dāng)燈管損壞或衰老,Ui很小甚至無電壓,此時Q105的集電極電流Ic下降到很小甚至無電流,則集電極電壓Uc上升,當(dāng)上升電壓大于IC502引腳2電壓時D530導(dǎo)通,此電壓經(jīng)過D530加于基準(zhǔn)比較電路IC502的輸入引腳2上?;鶞?zhǔn)比較電路;電路采用了一塊比較器集成電路 IC502(10393),控制精度高,且控制門檻可調(diào),等效電路圖3所示。IC502 的引腳3是基準(zhǔn)電壓輸入端,引腳2是電流取樣電壓輸入端。引腳1是控制信號輸出端,R571、R572的分壓比決定了基準(zhǔn)電壓的設(shè)置(門檻)大小。圖 3比較器的工作條件;當(dāng)引腳3為高電平,引腳2為低電平時 輸出引腳1為高電平。當(dāng)引腳3為低電平引腳2為高電平時 輸出引腳1為低電平。在正常工作時;由于取樣電路送來的是低電平(電壓小于1V)加于IC502的引腳2,引腳3的電壓由R571、R572(10K)分壓設(shè)置為3V,引腳2電壓小于引腳3電壓,此時引腳1為高電平輸出。在背光燈管損壞時,取樣電路送來的時高電平(約6V),引腳2電壓大于引腳3電壓,此時引腳1為低電平輸出??刂戚敵霾糠?;IC501 BD9884FV的引腳17為保護(hù)控制輸入端,連接受控于IC502的控制輸出引腳1,BD9884FV正常工作引腳17電壓為11.5V(由R529、R530設(shè)定),當(dāng)背光燈管出現(xiàn)故障,IC502引腳1為低電平,把17腳的電壓下拉為小于1V的低電平,經(jīng)過IC501 BD9884FV內(nèi)部的控制,停止振蕩及激勵輸出。由于大屏幕液晶屏是多燈管方式,所以在電路上每一個燈管均設(shè)一個取樣電路,多個取樣電路的輸出端經(jīng)過隔離二極管(D530、D830)接在一個基準(zhǔn)比較電路的控制端(IC502的引腳2),多個燈管在工作時,只要有任一個燈管工作異常,其升高的Uc即會通過隔離二極管加于基準(zhǔn)比較電路上,保護(hù)電路即會動作 如圖四所示。圖4以上介紹第一通道的原理,其它通道原理相同。文章平板電視維修人員必備知識-MOS管2010-03-29 10:36現(xiàn)在的高清、液晶、等離子電視機(jī)中開關(guān)電源部分除了采用了PFC技術(shù)外,在元器件上的開關(guān)管均采用性能優(yōu)異的MOS管取代過去的大功率晶體三極管,使整機(jī)的效率、可靠性、故障率均大幅的下降。由于MOS管和大功率晶體三極管在結(jié)構(gòu)、特性有著本質(zhì)上的區(qū)別,在應(yīng)用上;驅(qū)動電路也比晶體三極管復(fù)雜,致使維修人員對電路、故障的分析倍感困難,此文即針對這一問題,把MOS管及其應(yīng)用電路作簡單介紹,以滿足維修人員需求。一、什么是MOS管MOS管的英文全稱叫MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor),即金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管,屬于場效應(yīng)管中的絕緣柵型。因此,MOS管有時被稱為絕緣柵場效應(yīng)管。在一般電子電路中,MOS管通常被用于放大電路或開關(guān)電路。1、MOS管的構(gòu)造;在一塊摻雜濃度較低的P型半導(dǎo)體硅襯底上,用半導(dǎo)體光刻、擴(kuò)散工藝制作兩個高摻雜濃度的N+區(qū),并用金屬鋁引出兩個電極,分別作為漏極D和源極S。然后在漏極和源極之間的P型半導(dǎo)體表面復(fù)蓋一層很薄的二氧化硅(Si02)絕緣層膜,在再這個絕緣層膜上裝上一個鋁電極,作為柵極G。這就構(gòu)成了一個N溝道(NPN型)增強(qiáng)型MOS管。顯然它的柵極和其它電極間是絕緣的。圖1-1所示 A 、B分別是它的結(jié)構(gòu)圖和代表符號。同樣用上述相同的方法在一塊摻雜濃度較低的N型半導(dǎo)體硅襯底上,用半導(dǎo)體光刻、擴(kuò)散工藝制作兩個高摻雜濃度的P+區(qū),及上述相同的柵極制作過程,就制成為一個P溝道(PNP型)增強(qiáng)型MOS管。圖1-2所示A 、B分別是P溝道MOS管道結(jié)構(gòu)圖和代表符號。圖1 -1-A圖1-2-A 圖1-2-B2、MOS管的工作原理:圖1-3是N溝道MOS管工作原理圖;圖1-3-A 圖1-3-B從圖1-3-A可以看出,增強(qiáng)型MOS管的漏極D和源極S之間有兩個背靠背的PN結(jié)。當(dāng)柵-源電壓VGS=0時,即使加上漏-源電壓VDS,總有一個PN結(jié)處于反偏狀態(tài),漏-源極間沒有導(dǎo)電溝道(沒有電流流過),所以這時漏極電流ID=0。此時若在柵-源極間加上正向電壓,圖1-3-B所示,即VGS0,則柵極和硅襯底之間的SiO2絕緣層中便產(chǎn)生一個柵極指向P型硅襯底的電場,由于氧化物層是絕緣的,柵極所加電壓VGS無法形成電流,氧化物層的兩邊就形成了一個電容,VGS等效是對這個電容充電,并形成一個電場,隨著VGS逐漸升高,受柵極正電壓的吸引,在這個電容的另一邊就聚集大量的電子并形成了一個從漏極到源極的N型導(dǎo)電溝道,當(dāng)VGS大于管子的開啟電壓VT(一般約為 2V)時,N溝道管開始導(dǎo)通,形成漏極電流ID,我們把開始形成溝道時的柵-源極電壓稱為開啟電壓,一般用VT表示??刂茤艠O電壓VGS的大小改變了電場的強(qiáng)弱,就可以達(dá)到控制漏極電流ID的大小的目的,這也是MOS管用電場來控制電流的一個重要特點(diǎn),所以也稱之為場效應(yīng)管。3、MOS管的特性;上述MOS管的工作原理中可以看出,MOS管的柵極G和源極S之間是絕緣的,由于Sio2絕緣層的存在,在柵極G和源極S之間等效是一個電容存在,電壓VGS產(chǎn)生電場從而導(dǎo)致源極-漏極電流的產(chǎn)生。此時的柵極電壓VGS決定了漏極電流的大小,控制柵極電壓VGS的大小就可以控制漏極電流ID的大小。這就可以得出如下結(jié)論:1) MOS管是一個由改變電壓來控制電流的器件,所以是電壓器件。2) MOS管道輸入特性為容性特性,所以輸入阻抗極高。4、MOS管的電壓極性和符號規(guī)則;圖1-4-A 是N溝道MOS管的符號,圖中D是漏極,S是源極,G是柵極,中間的箭頭表示襯底,如果箭頭向里表示是N溝道的MOS管,箭頭向外表示是P溝道的MOS管。在實(shí)際MOS管生產(chǎn)的過程中襯底在出廠前就和源極連接,所以在符號的規(guī)則中;表示襯底的箭頭也必須和源極相連接,以區(qū)別漏極和源極。圖1-5-A是P溝道MOS管的符號。MOS管應(yīng)用電壓的極性和我們普通的晶體三極管相同,N溝道的類似NPN晶體三極管,漏極D接正極,源極S接負(fù)極,柵極G正電壓時導(dǎo)電溝道建立,N溝道MOS管開始工作,如圖1-4-B所示。同樣P道的類似PNP晶體三極管,漏極D接負(fù)極,源極S接正極,柵極G負(fù)電壓時,導(dǎo)電溝道建立,P溝道MOS管開始工作,如圖1-5-B所示。圖1-4-A N溝道MOS管符號 圖1-4-B N溝道MOS管電壓極性及襯底連接圖1-5-A P溝道MOS管符號 圖1-5-B P溝道MOS管電壓極性及襯底連接5、MOS管和晶體三極管相比的重要特性;1)場效應(yīng)管的源極S、柵極G、漏極D分別對應(yīng)于三極管的發(fā)射極e、基極b、集電極c,它們的作用相似,圖1-6-A所示是N溝道MOS管和NPN型晶體三極管引腳,圖1-6-B所示是P溝道MOS管和PNP型晶體三極管引腳對應(yīng)圖。圖1-6-A 圖1-6-B2)場效應(yīng)管是電壓控制電流器件,由VGS控制ID,普通的晶體三極管是電流控制電流器件,由IB控制IC。MOS管道放大系數(shù)是(跨導(dǎo)gm)當(dāng)柵極電壓改變一伏時能引起漏極電流變化多少安培。晶體三極管是電流放大系數(shù)(貝塔)當(dāng)基極電流改變一毫安時能引起集電極電流變化多少。3)場效應(yīng)管柵極和其它電極是絕緣的,不產(chǎn)生電流;而三極管工作時基極電流IB決定集電極電流IC。因此場效應(yīng)管的輸入電阻比三極管的輸入電阻高的多。4)場效應(yīng)管只有多數(shù)載流子參與導(dǎo)電;三極管有多數(shù)載流子和少數(shù)載流子兩種載流子參與導(dǎo)電,因少數(shù)載流子濃度受溫度、輻射等因素影響較大,所以場效應(yīng)管比三極管的溫度穩(wěn)定性好。5)場效應(yīng)管在源極未與襯底連在一起時,源極和漏極可以互換使用,且特性變化不大,而三極管的集電極與發(fā)射極互換使用時,其特性差異很大,b 值將減小很多。6)場效應(yīng)管的噪聲系數(shù)很小,在低噪聲放大電路的輸入級及要求信噪比較高的電路中要選用場效應(yīng)管。7)場效應(yīng)管和普通晶體三極管均可組成各種放大電路和開關(guān)電路,但是場效應(yīng)管制造工藝簡單,并且又具有普通晶體三極管不能比擬的優(yōu)秀特性,在各種電路及應(yīng)用中正逐步的取代普通晶體三極管,目前的大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中,已經(jīng)廣泛的采用場效應(yīng)管。6、在開關(guān)電源電路中;大功率MOS管和大功率晶體三極管相比MOS管的優(yōu)點(diǎn);1)、輸入阻抗高,驅(qū)動功率小:由于柵源之間是二氧化硅(SiO2)絕緣層,柵源之間的直流電阻基本上就是SiO2絕緣電阻,一般達(dá)100M左右,交流輸入阻抗基本上就是輸入電容的容抗。由于輸入阻抗高,對激勵信號不會產(chǎn)生壓降,有電壓就可以驅(qū)動,所以驅(qū)動功率極?。`敏度高)。一般的晶體三極管必需有基極電壓Vb,再產(chǎn)生基極電流Ib,才能驅(qū)動集電極電流的產(chǎn)生。晶體三極管的驅(qū)動是需要功率的(VbIb)。2)、開關(guān)速度快:MOSFET的開關(guān)速度和輸入的容性特性的有很大關(guān)系,由于輸入容性特性的存在,使開關(guān)的速度變慢,但是在作為開關(guān)運(yùn)用時,可降低驅(qū)動電路內(nèi)阻,加快開關(guān)速度(輸入采用了后述的“灌流電路”驅(qū)動,加快了容性的充放電的時間)。MOSFET只靠多子導(dǎo)電,不存在少子儲存效應(yīng),因而關(guān)斷過程非常迅速,開關(guān)時間在10100ns之間,工作頻率可達(dá)100kHz以上,普通的晶體三極管由于少數(shù)載流子的存儲效應(yīng),使開關(guān)總有滯后現(xiàn)象,影響開關(guān)速度的提高(目前采用MOS管的開關(guān)電源其工作頻率可以輕易的做到100K/S150K/S,這對于普通的大功率晶體三極管來說是難以想象的)。3)、無二次擊穿;由于普通的功率晶體三極管具有當(dāng)溫度上升就會導(dǎo)致集電極電流上升(正的溫度電流特性)的現(xiàn)象,而集電極電流的上升又會導(dǎo)致溫度進(jìn)一步的上升,溫度進(jìn)一步的上升,更進(jìn)一步的導(dǎo)致集電極電流的上升這一惡性循環(huán)。而晶體三極管的耐壓VCEO隨管溫度升高是逐步下降,這就形成了管溫繼續(xù)上升、耐壓繼續(xù)下降最終導(dǎo)致晶體三極管的擊穿,這是一種導(dǎo)致電視機(jī)開關(guān)電源管和行輸出管損壞率占95%的破環(huán)性的熱電擊穿現(xiàn)象,也稱為二次擊穿現(xiàn)象。MOS管具有和普通晶體三極管相反的溫度電流特性,即當(dāng)管溫度(或環(huán)境溫度)上升時,溝道電流IDS反而下降。例如;一只IDS=10A的MOS FET開關(guān)管,當(dāng)VGS控制電壓不變時,在250C溫度下IDS=3A,當(dāng)芯片溫度升高為1000C時,IDS降低到2A,這種因溫度上升而導(dǎo)致溝道電流IDS下降的負(fù)溫度電流特性,使之不會產(chǎn)生惡性循環(huán)而熱擊穿。也就是MOS管沒有二次擊穿現(xiàn)象,可見采用MOS管作為開關(guān)管,其開關(guān)管的損壞率大幅度的降低,近兩年電視機(jī)開關(guān)電源采用MOS管代替過去的普通晶體三極管后,開關(guān)管損壞率大大降低也是一個極好的證明。4)、MOS管導(dǎo)通后其導(dǎo)通特性呈純阻性;普通晶體三極管在飽和導(dǎo)通是,幾乎是直通,有一個極低的壓降,稱為飽和壓降,既然有一個壓降,那么也就是;普通晶體三極管在飽和導(dǎo)通后等效是一個阻值極小的電阻,但是這個等效的電阻是一個非線性的電阻(電阻上的電壓和流過的電流不能符合歐姆定律),而MOS管作為開關(guān)管應(yīng)用,在飽和導(dǎo)通后也存在一個阻值極小的電阻,但是這個電阻等效一個線性電阻,其電阻的阻值和兩端的電壓降和流過的電流符合歐姆定律的關(guān)系,電流大壓降就大,電流小壓降就小,導(dǎo)通后既然等效是一個線性元件,線性元件就可以并聯(lián)應(yīng)用,當(dāng)這樣兩個電阻并聯(lián)在一起,就有一個自動電流平衡的作用,所以MOS管在一個管子功率不夠的時候,可以多管并聯(lián)應(yīng)用,且不必另外增加平衡措施(非線性器件是不能直接并聯(lián)應(yīng)用的)。MOS管和普通的晶體三極管相比,有以上四項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),就足以使MOS管在開關(guān)運(yùn)用狀態(tài)下完全取代普通的晶體三極管。目前的技術(shù)MOS管道VDS能做到1000V,只能作為開關(guān)電源的開關(guān)管應(yīng)用,隨著制造工藝的不斷進(jìn)步,VDS的不斷提高,取代顯像管電視機(jī)的行輸出管也是近期能實(shí)現(xiàn)的。 二、灌流電路1、MOS管作為開關(guān)管應(yīng)用的特殊驅(qū)動電路;灌流電路MOS管和普通晶體三極管相比,有諸多的優(yōu)點(diǎn),但是在作為大功率開關(guān)管應(yīng)用時,由于MOS管具有的容性輸入特性,MOS管的輸入端,等于是一個小電容器,輸入的開關(guān)激勵信號,實(shí)際上是在對這個電容進(jìn)行反復(fù)的充電、放電的過程,在充放電的過程中,使MOS管道導(dǎo)通和關(guān)閉產(chǎn)生了滯后,使“開”與“關(guān)”的過程變慢,這是開關(guān)元件不能允許的(功耗增加,燒壞開關(guān)管),如圖所示,在圖2-1中 A方波為輸入端的激勵波形,電阻R為激勵信號內(nèi)阻,電容C為MOS管輸入端等效電容,激勵波形A加到輸入端是對等效電容C的充放電作用,使輸入端實(shí)際的電圖2-1壓波形變成B的畸變波形,導(dǎo)致開關(guān)管不能正常開關(guān)工作而損壞,解決的方法就是,只要R足夠的小,甚至沒有阻值,激勵信號能提供足夠的電流,就能使等效電容迅速的充電、放電,這樣MOS開關(guān)管就能迅速的“開”、“關(guān)”,保證了正常工作。由于激勵信號是有內(nèi)阻的,信號的激勵電流也是有限度,我們在作為開關(guān)管的MOS管的輸入部分,增加一個減少內(nèi)阻、增加激勵電流的“灌流電路”來解決此問題,如圖2-2所示。圖2-2在圖2-2中;在作為開關(guān)應(yīng)用的MOS管Q3的柵極S和激勵信號之間增加Q1、Q2兩只開關(guān)管,此兩只管均為普通的晶體三極管,兩只管接成串聯(lián)連接,Q1為NPN型Q2為PNP型,基極連接在一起(實(shí)際上是一個PNP、NPN互補(bǔ)的射極跟隨器),兩只管等效是兩只在方波激勵信號控制下輪流導(dǎo)通的開關(guān),如圖2-2-A、圖2-2-B當(dāng)激勵方波信號的正半周來到時;晶體三極管Q1(NPN)導(dǎo)通、Q2(PNP)截止,VCC經(jīng)過Q1導(dǎo)通對MOS開關(guān)管Q3的柵極充電,由于Q1是飽和導(dǎo)通,VCC等效是直接加到MOS管Q3的柵極,瞬間充電電流極大,充電時間極短,保證了MOS開關(guān)管Q3的迅速的“開”,如圖2-2-A所示(圖2-2-A和圖2-2-B中的電容C為MOS管柵極S的等效電容)。當(dāng)激勵方波信號的負(fù)半周來到時;晶體三極管Q1(NPN)截止、Q2(PNP)導(dǎo)通,MOS開關(guān)管Q3的柵極所充的電荷,經(jīng)過Q2迅速放電,由于Q2是飽和導(dǎo)通,放電時間極短,保證了MOS開關(guān)管Q3的迅速的“關(guān)”,如圖2-2-B所示。圖2-2-A 圖2-2-B由于MOS管在制造工藝上柵極S的引線的電流容量有一定的限度,所以在Q1在飽和導(dǎo)通時VCC對MOS管柵極S的瞬時充電電流巨大,極易損壞MOS管的輸入端,為了保護(hù)MOS管的安全,在具體的電路中必須采取措施限制瞬時充電的電流值,在柵極充電的電路中串接一個適當(dāng)?shù)某潆娤蘖麟娮鑂,如圖2-3-A所示。充電限流電阻R的阻值的選取;要根據(jù)MOS管的輸入電容的大小,激勵脈沖的頻率及灌流電路的VCC(VCC一般為12V)的大小決定一般在數(shù)十姆歐到一百歐姆之間。 圖2-3-A 圖2-3-B由于充電限流電阻的增加,使在激勵方波負(fù)半周時Q2導(dǎo)通時放電的速度受到限制(充電時是VCC產(chǎn)生電流,放電時是柵極所充的電壓VGS產(chǎn)生電流,VGS遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于VCC,R的存在大大的降低了放電的速率)使MOS管的開關(guān)特性變壞,為了使R阻值在放電時不影響迅速放電的速率,在充電限

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