2011-12-30 20:41:23 上傳

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　　圖3 TL1451內部電路框圖

　　表1 TL1451引腳功能

　　

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　　（1）控制電路
　　控制電路由PWM控制芯片U201（TL1451）及其外圍元器件組成。
　　在需要點亮燈管時，微控制器輸出的ON/OFF信號為高電平，控制晶體管Q201、Q202導通，于是，由開關電源產生的12V直流電壓經導通的Q202加到U201（TL1451）的供電端9腳，TL1451得電后，其內部基準電壓源先工作，輸出2.5V的基準電壓，該基準電壓不但供給TL1451片內電路，還通過16腳輸出，供給片外部電路作基準電壓。然后，TL1451啟動內部振蕩電路開始工作，振蕩頻率由1、2腳外接的定時電阻R204、定時電容C208的大小決定。振蕩電路工作后，產生振蕩脈沖，加到PWM比較器1和PWM比較器2，經過變換整形后從7、10腳輸出PWM脈沖，去兩路DC-DC變換電路。
　　（2）直流變換電路
　　直流變換電路共兩路，分別由Q205、Q207、Q203、D201、L201和Q206、Q208、Q204、D202、L202組成，其作用是將輸入的12V直流電壓變換為可控的直流電壓，為功率輸出管（Q209、Q210和Q211、Q212）供電。由于兩路的工作原理相同，下面只分析其中一路（TL1451的10腳輸出的那一路）的工作情況。
　　U201（TL1451）的10腳輸出的PWM激勵脈沖，經Q205、Q207組成的圖騰柱電路推挽放大，R216、C211耦合，加到P溝道場效應開關管Q203的柵極，使開關管Q203工作在開關狀態。Q203導通時，12v電壓經場效應管Q203的S、D極，電感L201，升壓變壓器PT201的4~5和4~2繞組分別加到功率輸出管Q209、Q210的集電極，為Q209、Q210供電；Q203截止期間，由于電感中的電流不能突變，所以L201通過自感產生右正、左負的脈沖電壓。于是，L201右端正的電壓經PT201的4~5和4~2繞組、輸出管Q209或Q210的ce結、續流二極管D201、L201左端構成放電回路，釋放能量，繼續為輸出管Q209、Q210供電。
　　從以上分析可以看出，這是一個開關降壓型DC-DC變換器。
　　（3）驅動電路
　　驅動電路（共兩路）用于產生符合要求要交流高壓，驅動CCFL工作，主要由驅動輸出管（Q209、Q210和Q211、Q212）、升壓變壓器（PT201和PT202）等組成，下面以其中的一路（Q209、Q210、RT201）為例進行介紹。
　　從圖2中可以看出，由Q209、Q210、RT201等元器件組成的電路是一個典型Royer結構的驅動電路，即自激式多諧振動振蕩器。電路靠變壓器一次側、反饋繞組同名端的正確連接來滿足自激振蕩的相位條件，即滿足正反饋條件。而振幅條件的滿足，首先靠合理選擇電路參數，使放大器建立合適的靜態工作點，其次是改變反饋繞組的匝數，或它與一次繞組之間的耦合程度，以得到足夠強的反饋量。穩幅作用是利用晶體管的非線性來實現的。
　　由自激式振蕩電路產生的正弦波電壓，經變壓器PT201感生出高壓，通過C215、C216及接插件CN202給CCFL供電。因為變壓器耦合自激振蕩電路振蕩波形為標準的正弦波，恰好適合CCFL的供電要求，因此可以簡化末級電路的設計。
　　（4）亮度調節電路
　　U201（TL1451）的4腳、13腳為亮度控制端，由于這兩路控制信號的控制過程相同，下面只以13腳的亮度控制信號為例進行分析。
　　當需要調節亮度時，由微控制器輸出的DIM控制脈沖發生變化→經R201、C203低通濾波后產生的直流電壓發生變化→TL1451的13腳電壓發生變化→TL1451的10腳輸出脈沖的占空比發生變化→Q205、Q207的基極電壓發生變化→Q203的柵極電壓發生變化→Q203輸出的供電電壓發生變化→Q209、Q210振蕩的幅度發生變化→PT201輸出的高壓發生變化→CCFL兩端的電壓發生變化，從而達到調節亮度的目的。
　　（5）保護電路
　　①過電壓保護電路：當某種意外原因造成Q203輸出的電壓過高時，穩壓管D203擊穿，經R220、R222分壓， 使加到TL1451的11腳電壓上升，通過內部電路控制10腳停止輸出PWM脈沖，從而達到保護的目的。
　　同理，當某種意外原因造成Q204輸出的電壓過高時，穩壓管D204擊穿，經R221、R223分壓，使加到TL1451的6腳電壓上升，通過內部電路控制7腳停止輸出PWM脈沖，從而達到保護的目的。
　　②欠電壓保護電路：當系統剛上電或意外原因使TL1451供電電壓不足3.6V時，其輸出驅動晶體管很可能因為導通不良而損壞，因此，TL1451內部設置了欠電壓保護電路（UVLO）。
　　欠電壓保護電路啟動后，將切斷7腳、10腳輸出的PWM脈沖，從而達到保護的目的。
　　③過電流保護電路：過電流保護電路用來保護CCFL不致因電流過大而老化或損壞，下面以CN202一路為例進行說明。PT201產生的高壓經過CN202所接的CCFL后，將在R236兩端產生隨工作電流變化的交流電壓，電流越大，R236兩端電壓越高，此電壓經過D207整流，R240、C221濾波后，加到TL1451的14腳；若CCFL的工作電流過大，會使14腳電壓升高很多，當達到一定值時，經TL1451內部處理，會控制10腳停止輸出PWM脈沖，從而達到保護的目的。
　　④平衡保護電路：TL1451的5腳、12腳內部有一個電壓比較器，電壓比較器具有兩個同相輸入端和一個反相輸入端，反相輸入端電壓為基準電壓（2.5V）的一半（1.25V），兩個同相輸入端分別和誤差放大器1和誤差放大器2的輸出端相連。因此，電壓比較器能夠檢測出兩個誤差放大器輸出電壓的大小，只要其中一個高于基準電壓的一半（1.25V）時，電壓比較器的輸出即為高電平，該輸出電壓觸發定時回路，從而使基準電壓通過15腳向電容C207充電。當C207的電壓達到一定值時，內部觸發器置位，控制7腳、10腳停止輸出PWM脈沖，從而保護了后級電路和設備。
　　二、 “PWM控制芯片+推挽結構驅動電路”構成方案

　　1.“PWM控制芯片+推挽結構驅動電路”構成方案的基本結構形式
　　“PWM控制芯片+推挽結構驅動電路”構成方案的基本結構形式非常簡單，如圖4所示。推挽驅動器只用到兩只N溝道功率場效應管V1、V2，并將升壓變壓器T的中性抽頭接于正電源Vcc，兩只功率管V1、V2交替工作，輸出得到交流電壓，由于功率晶體管共地，所以驅動控制電路簡單；另外由于變壓器具有一定的漏感，可限制短路電流，因而提高了電路的可靠性。
　　對于推挽結構的驅動電路，要求直流電源Vcc的變化范圍要小，否則，會使驅動電路的效率降低。因此，推挽結構不適用于筆記本電腦，但對于液晶顯示器和液晶彩電非常理想，因為逆變器直流電源電壓通常會穩定在±20%以內。
　　電路工作時，在PWM控制芯片的控制下，使推挽電路中兩個開關管V1和V2交替導通，在一次繞組L1和L2兩端分別形成相位相反的交流電壓。改變輸入到V1、V2開關脈沖的占空比，可以改變V1、V2的導通與截止時間，從而改變了變壓器的儲能，也就改變了輸出的電壓值。需要注意的是，當V1和V2同時導通時，相當于變壓器的一次繞組短路，因此應避免兩個開關管同時導通。