一文看懂高压板的工作原理

高压板工作原理是由直流低电压转变成交流高电压。高压板应用在所有依赖ccfl灯管发光的设备,如工业控制lcd显示、平面灯显示、便携式液晶终端pos、移动dvd、数码相框、超簿广告箱、展示柜、工业控制设备等。
高压板电路是一种dc/ac(直流/交流)变换器,它的工作过程就是开关电源工作的逆变过程。开关电源是将市电电网的交流电压转变为稳定的12v直流电压,而高压板电路正好相反,将开关电源输出的12v直流电压转变为高频(40~80khz)的高压(600~800v)交流电。高压板电路种类较多,下面以图所示电路框图,介绍高压板电路的基本工作原理。
图高压板电路框图
从图中可以看出,该高压板电路主要由驱动电路(振荡电路、调制电路)、直流变换电路、royer结构的驱动电路、保护检测电路、谐振电容、输出电流取样、ccfl等组成。在实际的高压板中,常将振荡器、调制器、保护电路集成在一起,组成一块小型集成电路,一般称为pwm控制ic。
该高压板的驱动电路采用royer结构形式。royer结构的驱动电路也称为自激式推挽多谐振荡器,主要由功率输出管及升压变压器等组成,由美国人罗耶(g.h.royer)在1955年首先发明和设计。它与pwm控制ic(如tl1451、ba9741、bit3101、bit3102等)配合使用,即可组成一个具有亮度调整和保护功能的高压板电路。
图中的on/off为振荡器启动/停止控制信号输入端,该控制信号来自驱动板(主板)微控制器(mcu)。当液晶显示器由待机状态转为正常工作状态后,mcu向振荡器送出启动工作信号(高/低电平变化信号),振荡器接收到信号后开始工作,产生频率40~80khz的振荡信号送入调制器,在调制器内部与mcu送来的pwm亮度调整信号进行调制后,输出pwm激励脉冲信号,送往直流变换电路,使直流变换电路产生可控的直流电压,为royer结构的驱动电路功率管供电。功率管及外围电容c1和变压器绕组l1(相当于电感)组成自激振荡电路,产生的振荡信号经功率放大和升压变压器升压耦合,输出高频交流高压,点亮背光灯管。
为了保护灯管,需要设置过电流和过电压保护电路。过电流保护检测信号从串联在背光灯管上的取样电阻r上取得,输送到驱动控制ic;过电压保护检测信号从l3上取得,也输送到驱动控制ic。当输出电压及背光灯管工作电流出现异常时,驱动控制ic控制调制器停止输出,从而起到保护的作用。
调节亮度时,亮度控制信号加到驱动控制ic,通过改变驱动控制ic输出的pwm脉冲的占空比,进而改变直流变换器输出的直流电压大小,也就改变了加在驱动输出管上的电压大小,即改变了自激振荡的振荡幅度,从而使升压变压器输出的信号幅度、ccfl两端的电压幅度发生变化,达到调节亮度的目的。
该电路只能驱动一只背光灯管。由于背光灯管不能并联或串联应用,所以,若需要驱动多只背光灯管,必须由相应的多个升压变压器输出电路及相适配的激励电路来驱动。
需要说明的是,以上介绍的是仅是“pwm控制ic十royer结构驱动电路”高压板电路,实际的高压板电路会有多种形式,如“pwm控制ic+推挽结构驱动电路”、“pwm控制ic+全桥结构驱动电路”、“pwm控制ic+半桥结构驱动电路”等。

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