二、逆变部分各单元电路分析与检修
本机的逆变电路的控制芯片采用LX16921DW(U301),如下图所示。
LX16921DW的引脚功能及实测电压如下表所示。
1.振荡启动
U301的供电及使能控制电路由Q302、Q301、ZD301组成。背光开/关控制信号(ONIOFF)加到Q301的基极,Q301导通,Q302导通,12V电压经R302降压后加到Q302的发射极,经过稳压二极管ZD301后产生稳定的5V电压,加到U301的(20)脚和⑥脚。
引脚 | 符号 | 功能 | 开机电压(v) |
1 | VDDA | 模拟电压调节器输出 | 3.99 |
2 | CR | 外接灯管工作频率设置电容 | 0 |
3 | CBST | 外接电容器设置脉冲调光模式频率 | 0 |
4 | CTO | 外接定时电容 | 0 |
5 | IR | 设置参考电流的电阻输入端 | |
6 | ENABLE | 点灯延迟控制脚 | 3.99 |
7 | BRITEA | 模拟调光的亮度控制输入 | 5.07 |
8 | VIN_SNS | J:作电压感测 | O |
9 | BRITED | 数字调光亮度控制输入 | 0 |
10 | VCOMP | 模拟电压调节器循环补偿端 | 2.96 |
11 | OCSNS | 过电流感测输入 | O |
12 | ICOMP | 误差放大器灯输出的电流调节器 | 3.99 |
13 | OV_SNS | 过电压检测输入 | 0.2 |
14 | ISNS | 电流检测输入 | 0.14 |
15 | DOUT | 缓冲存储器N-FET激励输出D | 0 |
16 | COUT | 缓冲存储器N-FET激励输出C | 0 |
17 | GND | 接地 | O |
18 | BOUT | 缓冲存储器N-FET激励输出B | 56 |
19 | AOUT | 缓冲存储器N-FET激励输出A | 0.058 |
20 | VDDP | 工作电压输入端 | 5.07 |
2.PWM脉宽调制与输出
该组件中的逆变电路提供五种可选择调光模式,见下表。本电路采用的是外部数字PWM控制模式。从主信号处理板上的CPU送来的亮度控制信号(V_PWM)加在U301⑨脚,⑦脚输入固定电平VDDA。
VDDA电压由①脚内部低压降(LDO)调节器产生。
U301⑨脚输入的亮度控制信号(V_PWM)与③脚外接的三角波振荡频率调整电容上的电压进行比较后,输出低频PWM亮度控制信号送到电流误差放大器的同相端,对从(14)脚输入加在电流误差放大器反相端的电流检测信号进行调制,调制后的脉冲送到时序逻辑与误差检测器中,将振荡脉冲调制成断续的激励振荡脉冲,经内部驱动电路放大后输出两组激励驱动信号:一组从(19)脚输出A路激励信号,从(18)脚输出B路激励信号;第二组从U301(16)脚输出C路激励信号,从(15)脚输出D路激励信号。本方案只使用了一组驱动信号,第二组驱动信号未使用,通过电阻R311、R312到地。
3.高压激励驱动电路
U301(19)、(18)脚为驱动脉冲输出端(分别为AOUT、BOUT),交替输出高电平和低电平,经前级半桥结构组成的驱动电路放大后,送往双MOSFET管与高压变压器中,产生高压激励信号驱动灯管发光。
U301(19)脚输出的激励信号(直流电平约0.058V)经Q351~Q353前级放大后,通过电容C350耦合到T350的⑩脚;U301(18)脚输出的激励信号(直流电平约(J.(J56V)经Q361~Q363前级放大后,直接与T350的⑥脚相连。在U301(19)、(18)脚交替输出的高电平和低电平作用下,后级MOS管交替导通和截止。当Q352、Q363导通时,Q362、Q353截止,变压器T350初级中的电流流向为从上到下;当Q352、Q363截止时,Q362、Q353导通,T350初级中的电流流向为从下到上。通过T350的隔离,在T350的次级产生高频方波电压加到N沟道MOS管Q400、Q410的G极,在Q400、Q410的开关作用下,将高频方波电压进一步提升后加到升压变压器T420的初级,再通过变压器T420耦合,在次级感应到更高电压的高频方波,在由变压器漏感及回路电容组成的LC谐振电路的作用下产生正弦波,从而驱动冷阴极灯管发光。
当T402次级感应到的高频方波从低电平跳到高电平时,由于漏感有抑制作用,输出波形慢慢升到最大;当T402次级感应到的高频方波从高电平跳到低电平时,由于漏电感有抑制作用,输出波形慢慢降到最小,就这样方波变成了正弦波,加到灯管两端。
在开机瞬间,该电压能达到1500V;正常工作时,输出为500v左右的交流电压。
4.保护电路
(1)过电流检测输入
U301(11)脚外接电阻R320到地。在R320两端产生与高压变压器次级线圈电流成正比的全波交流电压,与U301(11)脚内部数字比较器的2V参考电压比较。如果峰值电压大于2V,比较器关闭输出,以防止开机瞬间的误保护;如果该脚电压持续大于2V,U301将关闭(19)脚和(18)脚的脉冲输出。
(2)过电压检测输入
U301⑩脚输入的电压与内部数字比较器的3.2V参考电压比较,产生幅度高于3.2V的峰值电压,该电压根据脉冲信号产生频率范围为30kHz~500kHz的数字逻辑脉冲。
升压变压器T420的取样电流分两路,一路是通过C421、C424耦合,经D323、D325整流后,在电阻R337、R338上形成取样电压,加到D322中二极管的负端;另一路通过C423、C427耦合,经D327整流,在电阻R324、R323上形成取样电压,加到U302(LM358)的⑤脚。
当由于某种原因引起T420输出电压过高时,D322雪崩击穿,经D321整流后加在U302③脚,与②脚输入的固定电压比较,从U302①脚输出约5v电压,再经D303降压后加在U301(13)脚,同时加在状态检测电路Q320的栅极。另一方面,加到U302⑤脚的取样电压与U302⑥脚输入的固定电压经内部比较放大后,从U302⑦脚输出约5V电压,再经D320降压后加在U301(13)脚。
(3)电流检测输入
U301(14)脚输入电压与内部数字比较器的1V参考电压比较,以产生幅度大于1V的脉冲(在点灯模式期间,电流传感输入禁用),控制数字逻辑脉冲发生器送往振荡器的脉冲数,从而改变振荡器的工作频率。U301(14)脚的输入电压与灯管电流成正比。
T420的取样电流分两路,一路是通过C421、C424耦合,经D323、D325整流后通过D306加到Q305的栅极;另一路经D328整流,R316、R319分压,R315限流后加到U301(14)脚。
(4)逆变器故障去保护
U301(14)脚为电流检测输入端,去保护时将外接电阻R315断开即可;U301(13)脚为过电压检测输入端,去保护时将外接电阻D320、D303断开即可;U301(11)脚为过电流检测输入端,去保护时将该脚接地即可。