LCD电路原理技术培训教材

1LCDMONITOR/PANEL电路原理技术培训教材2PC机ADAPTERU304LM2596SRGBHSVSSCLSDACN200DDC24LC21U203U305AIC10845V50MHzU200GMZAN1CN200U302MCUU201X30020MHzE2PROM24LC04主基板DC/DC变换器数据驱动器TFT-LCD屏（PANEL)背光源功能键INVERTER接口电路控制电路数据驱动器DCLKRA0～RA7GA0～GA7BA0～BA7RB0～RB7GB0～GB7LCD显示模块12V3.3VLCD显示器整体架构BB0～BB7ENABU300白平衡调整3T560KLCDMONITOR概述LCD显示器原理RS232通讯（用于工厂模式时调整）升压板PANEL及冷阴极荧光管主板及接口电路CCFT电源适配器按键小板视频信号-DDC接口AC-IN100V~240VPC机LCDMONITOR包括：主板、PANEL、升压板、电源板、按键板。主板包括：接口控制逻楫（含信号接口，键板接口，INVERTER接口，Adapter接口)，信号处理逻辑（含ADC模数转换，定标缩放灰度控制等）MCU,DDC(即插即用）DC-DC转换等。升压板用于驱动PANEL背灯管（升压板即INVERTER)。电源板则提控12VDC/3.5A给主板及升压板等模块供电。(电源板即电源适配器Adapter)。图1456A379-1221487536IC90134ARK21NELCN901C902C903F901R901R902C901L901NR901BD901C904R903R904R905R906R908R907R909R910C905R911D901T901R919C909D904R918C910C911R921R920R922C912R923IC902IC903R925R924R900R926D905R927ZD903Q901C913C914R928R929R930R912D902ZD901R915R916R917Q902Q903C908C906R931R932C920D911R938R933C921C922C915GNDC923C924+12VR934R935C925C926IC905C927R936R937L902FB901C907100010002A/250V(1206)684(1206)684300V0.22-23-L73A174152KBP06M93A504-60-8400V100UF(1206)684(1206)394(1206)304(1206)304(1206)304(1206)304(1206)304(1206)3041KV15002W100KFR10780A600-1-L(0603)20316V(0603)104(0603)1N4148(0603)472(0603)16V392(0805)222(0805)683(0805)623(0805)913(0603)913(1206)100158-456A1K(0603)103(NC)(1206)240(0805)101(1206)1N4148(0603)103(1206)18V57A667-12(0603)NPO331(0603)102(NC)(0603)103(0603)1022W0.39(1206)5R1PS102R(0603)18V(0805)471(0805)472(0805)472-P57A420419-P57A16V(0603)10425V100UF(0805)100(0805)100500V221TO220(1206)24216V1000UF16V1000UF220016V470UF0.1(1206)471(0603)102(NC)(0603)104(0805)16V47456A158-4(0805)16V103(0603)9K31(0603)2K4373A253-91-L56A139-3IC9031KV10008.910.1141635自产Adapter电路图图25Adapter即电源适配器，由于LCD是低电压工作，而一般市用电网提供的是110V或220V的交流电压，所以需要在显示器上专门配有电源适配器其作用就是将电网的220V交流电压转换成12V的直流电压向整个LCDMonitor供电。由于显示器内部的主板上还有电压转换，所以12V的电压输入就能满足要求。在LCDMonitor中Adapter采用的是开关电源设计方法。开关电源具有体积小、重量轻、变换效率高等优点，因此被广泛应用于电子产品中，特别是脉宽调制（PWM）型的单片开关电源。PWM型开关电源的特点是固定开关频率，改变脉冲宽度来调节占空比。其基本工作原理：交流220V输入电压经过整流滤波电路变成直流电压，再由开关功率管斩波和高频变压器降压，得到高频矩形波电压，经整流滤波后获得所需要的直流输出电压。脉宽调制器是这类开关电源的核心，它能产生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号，控制开关功率管的通断状态，来调节输出电压的高低，达到稳压的目的。以下将要介绍的电源适配器就是这种类型的脉宽调制的单片开关电源。它所用的是UC3842脉宽调制集成控制器。UC3842有下列性能特点：⑴它属于电流型单端PWM调制器，具有管脚数量少、外围电路简单、安装调试简便、性能优良、价格低廉等优点。能通过高频变压器与电网隔离，适合于构成无工频变压器的20～50W小功率开关电源。⑵最高开关频率为500kHz，频率稳定度达0.2%。电源效率高，输出电流大，能直接驱动双极型功率晶体管或VMOS管、DMOS管、TMOS管。⑶内部有高稳定的基准电压源，典型值为5.0V，允许有±0.1%的偏差。温度系数为0.2mV/℃。⑷稳压性能好。其电压调整率可达0.01%/V。启动电流小于1mA，正常工作电流为15mA。⑸除具有输入端过压保护与输出端过流保护电路之外，还设有欠压锁定电路，使工作更稳定、可靠。⑹可调整的振荡电路，可精确地控制占空比，具有自动补偿功能。T560K电源电路分析6该电路属于单端反激式变换器。所谓单端，是指高频变压器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧，并且只有一个输出端。所谓反激，是指MOS开关功率管导通时，整流二极管D911截止，电能就储存在高频变压器的初级电感线圈中；当MOS功率管关断时D911导通，初级线圈上的电能传输给次极绕组，并经过D911输出。以下图3是该电路的工作原理框图。图3电路的工作原理框图ADAPTER原理框图（一）⑺带锁定的PWM，可以进行逐个脉冲的电流限制。C901~C903,L901BD901,C904T901D911,C921,C922ZD901,Q902,Q903R936,R937R905~R910IC901Q901R930R929IC905IC9037(二）.电路讲解：1.AC电源经过整流出为280V直流电压，通过启动电路给IC901（3842）PIN7供电,正常约为（15V左右),4脚开始振荡约58KHZ然后6脚输出PWM波给开关管（Q901），使之整个开关电源工作；同时在8脚输出。5V的基准电压。开关电源工作，T901PIN(1)感应电动势，经D902整流出14V电压给IC901供电。次级绕组10、11、8、9输出感应电动势经过D911整流滤波输出12VDC电压。如图4所示电路。当UC3842(6)输出的如图4的波形，Q901做开关状态，其工作频率为58.5kHz，占空比为11.4%。T901开始工作，在高电平,Q901导通，T901的初级线圈有电流流过，产生上正下负的电压，则次级产生下正上负的感应电动势，这时次级上的二极管D911截止，此阶段为储能阶段；而低电平时，开关管截止，初级线圈上的电流在瞬间变为0，初级的电动势为下正上负，在次级上感应出上正下负的电动势，此时D911导通，有电压输出。再经过整流滤波后即可输出。图4T901工作回路8图5-1UC3842(6)脚输出脉冲（ƒ=58.9KHz）当开关管工作时，在其DS极上产生如图5-8所示的电压波形。由图中可以看出该电压波形有较大的浪涌电压和振铃现象，其浪涌电压的峰-峰值超过70V这是由MOS管自身关断时产生和内部二极管的反向恢复特性产生的浪涌电压，由于在电路中没有加RC吸收电路或加二极管来抑制而产生的。图5-6中T901的次级输出端的二极管上并接了一RC（R931、R932、C920）回路，用于吸收二极管D911上产生的浪涌电压。2、稳压原理：•取样电路由IC903IC905R936R937R924等组成的作用使电源稳定在12V输出。当输出电压超出12V时，IC905控制极R的电位上升，Vk下降，IC903PIN1、2电流加大，使IC903PIN4、3电流加大,IC901PIN2电压上升，那么IC901PIN6输出PWM波脉宽变窄，输出电压下降。反之，IC901PIN6输出PWM波变宽、输出电压上升，达到稳压电压输出作用。•其中的IC905为TL431芯片。其内部原理图如图5-10所示。其内部有一个电压比较器，该电压比较器的反相输入端接内部基准电压，该基准电压提供一个基准的比较电压，该电压为2.495V±2%。该比较器的同相输入端接外部控制电压，比较器的输出用于驱动一个NPN的晶体管，使晶体管导通，电流就可以从阴极K端流向阳极A。图5-2Q901漏极电压波形（ƒ=58.9KHz）93、保护电路：在以下三种状态，保护电路起动：1）当IC901pin3电压1V时2)当IC901pin1电压1V时3）当输出电压太高时，PIN7下降约4V前两种是电流反馈型，当负载短路，开关调整管Q901导通时间变长及电流增大，很容易过流损坏。过流保护由取样电阻R930、R929组成，当流过Q901电流增大，R930两端电压也上升，IC901PIN3升高到1V时保护动作。过压保护：当取样误差反馈电路或脉宽调整电路发生故障时，由于开关管Q901导通时间过长会引起输出电压急剧上升，当超过18V时ZD901击穿，Q903B极电压上升，Q902、Q903保和导通，使IC901的PIN7电压下降约4V，IC3842停止工作。•12V的直流电压经过R936，R937分压，在R937上产生电压该电压直接加到TL431的R端，由电路上的电阻参数可知该电压正好能使TL431导通。这样就有电流流过发光二极管，光电耦合器IC903开始工作。至此完成电压的取样。图5-3TL431原理图10升压板电路原理图图611图7-1图7-212UC3842工作原理：UC3842为电流驱动型脉宽调制组件，共有8个引脚，其脚功能有：①脚：误差放大器输出补偿端②脚：直流稳压电源的电压负反馈输入端③脚：直流稳压电源的输出电流取样检测信号输入端④脚：IC内部的锯齿波电压生成器的振荡电容CT和振荡电阻RT的连接端⑤脚：地⑥脚：UC3842的调制脉冲输出端。采用两管推拉输出式（图腾式）向外输出调制脉冲⑦脚：直流供电VCC的输入端⑧脚：基准电压+5V的输出端外部直流供电电压VCC经UC3842⑦脚送入组件中，并经两路分别送到内部，施密特触发器的同相端及Q管C极，由于在施密特触发器的同相端上并联有36V的稳压二极管，所以该组件VCC输入端同时具有过压保护（最大输入电压≤36V)和欠压保护控制功能。组件内的欠压保护功能是由一个具有滞后控制特性的电压比较器来完成的。在开机使，加到VCC端的电压必须大于16V，可是一旦开机工作后，只要VCC端电压不小于10伏，UC3842仍可维持正常工作，此也即是欠压保护的回差为6伏。如图所示，从施密特触发器送出电压波直接加到5V基准电源产生器，产生5V基准电压。只要5V基准电压正常，则组件内的振荡器将分别向外送出准锯齿波脉冲V和矩形脉冲V.此处振荡器的工作频率由RT,CT13决定。V1正脉冲出现在V的放电时间间隔。V1又被分成二路分别加到或非门的一个输入端和R-S触发器的S端（置1端）。由直流开关电源输出电压取样电路（R936,R937,IC905,IC903,R924,R925)所得到得负反馈控