2022年屏电路原理 .pdf
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1、屏电路原理一. 背光源驱动这部分作用只有一个,即点亮面板!测试板子时将排线插上,然后打开开关,面板就会点亮变白,这部分就是这么一个作用。如果这部分失效,造成的不良便是“真黑屏”(姑且称为真黑屏,因为后面还有一种假性黑屏)。其他画面不良什么的与它无关,所以如果碰到假如画面不良比如显示异常,缺色,无法测试等等,皆与此部分无关。二.TCON驱动TCON 是 英 文 Timing Control的 缩 写 , 译 为 定时控制器,也称时序控制器,主要由时序发 生 器 、 显 示 存 储 器 及管理电路、控制电路组成。它接收TTL 电平信号,经处理后控制驱动IC,驱动液晶屏显示图像。这部分作用主要是时序
2、控制,TCON以主板送来的垂直同步信号(VSYNC) 、 水平同步信号 (HSYNC) 、数据传输时钟(DCK) 以 及允许数据传输信号(DEN) 为基础,产生各种控制信号。一般画面不良与此部分有关,当然还有假性黑屏部分,无法测试部分(EDID 无法读取)等等。三栅源驱动栅源驱动主要是提供前面驱动画面所需的各个电压,FCT 治具上基本上所有的电压都由此模块产生。比如V1-V14,AVDD,VGH,VGG,VGL,V_25,XVCC,YVCC,V_ASIC,VCOM等等。一般如果该处出现问题会造成电压报警蜂鸣,画面反映迟钝,白屏等等。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - -
3、- - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 34 页 - - - - - - - - - 一:控制 IC-OZ9956BLN 关于主控芯片 U401-OZ9956BLN,20PIN QFN封装,各个引脚作用是:1ENA : IC允许启用 ,当该引脚电压大于2V时,IC启动;电压小于2V,IC禁用。3VREF:该引脚是参考电压引脚,其有两种作用。(1) 欠压保护, 当VIN 下降,VREF随之下降, 达到阈值 3.4V后,IC 输出禁止;当输入电压VIN 回升,VREF随之升到 3.9V 时,输出会恢复。(2)过流保护 (OCP)
4、 ,VREF在VIN=12V时候有最大的电流容量,即 12.5mA 。如果输出端电流超过VREF的最大电流容量,过流保护便会触发,从而使输出端电流受到限制。4.VIN :IC的电源。5.RT:高频振荡器时序调整电阻,也就是通过调整RT的阻值来确定18 引脚 SW 的开关频率。RT 可 以 调 整SW 震 荡 频 率 的 原 因 是 , 该 芯 片 内 部可 能 是 一 个 RC振 荡 器, 根 据 公 式f=1/(2*pi*RC) 6.OVP: 过压保护; OVP 启动的条件是ISEN1-ISEN6 全部开路,如果达到门槛电压2.55V ,SW开关就会关闭;当其降为2.45V 时,SW 开关会
5、以最小占空比动作(因为开关内部连接着MOSFET ,以最小占空比动作就是MOSFET 导通的时间长,关闭的时间短)8ISET: LCD电流控制和亮度控制9.SSTCMP :软启动和补偿部分(软启动就是延缓启动,举个例子而言,假如说我的电路后面有个很大的电容,没有软启动电路的时候,开机的时候电路会向这个电容充电,回路上会呈现非常大的电流,甚至能达到10A ,可以将电路马上烧毁)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 34 页 - - - - - - - - - 10
6、-16 : ISEN1-ISEN6:6个LED电流源输出,这六个电流源内部是并行结构,也就是说任何一个端口坏掉不会对其他任何端口造成影响。18 SW:内部 MOSFET 开关管的漏极。如图所示,假设那个电阻是个灯泡,在SW加高电平后,因为MOSFET导通了,所以灯泡就亮了。假如在SW加上低电平,那么MOSFET 就关闭了, 灯泡就灭了, 所以我们常把这种MOSFET 叫做开关场效应管。显示器电路中 SW 开关非常快,能达到近1MhZ, 因为 MOSFET 得控制才使能量的传递可控,比如我想让灯泡多亮会,我可以增加SW的导通时间。所以也就引进了一个占空比的概念。占空比DUTY=Ton/( Ton
7、+Toff)。20 PWM :外部 PWM输入,这个主要是控制显示器亮暗的。可能您觉得为什么不通过调整 SW 的占空比来调节亮暗呢?实际上从原理上这是行不通的方法,因为我如果调整了SW的占空比,输出电压肯定会受到影响。因为这个电源外部的负载时LED,而发光LED 发光的前提是它的电压一定要达到,就是说LED 上的电压是10V 和电压是3.3V ,只要流过的LED 电流一样,那么LED 是一样亮的,这是二极管的特点。所以我们可以推测出这个二极管控制的 ISEN1-ISEN6的电流。VLED( 6V-21V )通过保险丝 F501 ,经过高次滤波电容C501 也就是低通滤波器或平滑电容滤波后到达后
8、面的BOOST 反激变换电路。因为后面的BOOST 变化是 DC-DC 变换,这部分电路主要是滤波用的。主要是将杂波引入地。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 34 页 - - - - - - - - - 我们测量 D501 后级或者输出电压一般为36 多伏,但是输入才20V, 为什么会产生这个升压现象呢?原来这个电路采用的是BOOST 反激式变换来实现能量传递的,粗略的原理见下图:下面是 BOOST 最经典的电路: 当SW 是逻辑高电压时,MOS 管打开,所
9、以电流方向是:Vs-L-SW;此时电感存储了电磁能,电感电压时左正右负(黑色所示)。 当SW是逻辑低电压时,MOS 管关闭,电流方向是:Vs-L-D1-VOUT,存储在电感中的能量释放出去,因为电感上的电流不能突变,根据楞次定律, 此时电感内部要感生一个方名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 34 页 - - - - - - - - - 向相反的电压,用来阻止电流的变小,所以电感此时是右正左负(如红色 + 号所示 ),此时因为和电源极性相同,二者累加所以输出电压
10、必定比Vs升高, VOUT=VIN+电感感生电压。BOOST 反激变换器是唯一能升压的电源变换方法。另外还有一种基本变换时BUCK 变换,它是正激变换,即能量在场效应管导通的时候传递。但是有一点是,电容C容量要足够大,因为当MOSFET 导通的时候,因为此时能量不传递到后级,负载的能量全部来自C的储能。为了防止C能量供应不足,引起负载诸如亮度下降等问题, C必须大。二极管 D作用是防止 MOSFET 关闭时 C的能量流回电源。C的作用是平滑滤波,因为二极管送来的电压时脉动电压。脉动电压的波形如同矩形波一样,它不是直流电压,需要经过电容滤波后才能形成直流电压。对于 LED电源驱动电路,C502
11、、C503 类似于上图的C多低通滤波用。如前所述,为保证后级稳定正常,在MOSFET 导通时不至于供能不足,所以滤波电容必须大一些,所以滤波电容容量是 C502+C503=3.2uF. R501 和 R502 是分压用, 目的是给 VOP 过载保护提供采样电压。一旦外部电压过大,输出电压相应升高, 所以 OVP 电压相对抬高, IC进入保护模式。 C504 是滤波电容, 让引入 OVP引脚的电压更纯净。V-OUT=33V. 触发电压: 37.267V 释放电压: 33.6V 停止电压:43V. 对于 SSTCMP 引脚,因为其功能是软启动和补偿。软启动时间由C508 和 C509 控制,既是
12、C508 和C509 充满电的时间,R510 用于阻抗匹名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 34 页 - - - - - - - - - 配,用于回路接入容性负载后的回路补偿。C509 还用作低通滤波器,滤除高频信号。该充电电流一般是25uA,所以其时间是:t=( 47+1)/25=1.92ms VREF接C506. 是滤波用,还有一个用途是避免空引脚时扫描错误VIN 接的 R508 。实测该引脚电压为11.46V LED_EN是接在 ENA 引脚,目的是驱动
13、IC运作或者禁用 IC输出。S_PWM ,就是正弦波输入的PWM 信号, R503 和R504 用于分压。基本上流入PWM 引脚的电压值等于 S_PWM,R503R504.显示器控制亮度即由此控制。S_PWM 不是调整 SW的占空比,而是调整和ISEN连接的比较器进而影响输出电流的。由上原理可见:IC没有输出或电压低有下列原因:(不包含IC本身不良和焊接不良或者PCB不良)1. 输入电压过低,导致欠压保护启动2. 输出电压过高,导致过压保护启动,比如R501 短路, OVP2.55V SW 禁用,OVP3V ,IC禁用3. 输出电流太大,导致过流保护启动,比如LED短路名师资料总结 - - -
14、精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 34 页 - - - - - - - - - 4. SW 震荡频率很小,导致输出电压严重拉低。可能为RT坏5. BOOST 电路不起振,如L501 或D501 坏掉6. LED_EN 信号没有 (1V) ,内部不起振,IC不工作7. IC 本身无供电,如C507 坏迫使 VIN=0 如果 L502 和 D501 坏掉,将不会点亮背光。测试方法如下:VLED 到二极管左侧电阻为零,用来判断电感好坏;二极管D501 正向导通压降约0.6V R501及R
15、502 坏掉将会导致 IC OVP(过压保护),进而造成无电压,背光源无法点亮。其中 RF1-RF6 坏掉将会造成背光源变暗或造成MURA现象(就是个别LED 点不亮)。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 34 页 - - - - - - - - - R509和R510 坏掉将会导致 IC电流过大或过小,后果是背光太亮或者太暗。或屏幕下部一片白一片黑相隔。R508 坏掉,背光点不亮名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - -
16、 - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 34 页 - - - - - - - - - R504/R503(被 ESD 打死短路至地)坏掉将导致调光NG,即背光不能变暗。R506/R505坏掉,背光无法点亮。如上是背光模块的分析,请谨记该部分原理,这样维修分析非常容易。当然上面的问题点都是大略的分析,如果想要仔细的分析还得慢慢积累,比如LED 点不亮,可能上图C505 静电打死,导致LED_EN 信号接地。从而无法驱动U401 工作。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
17、 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 34 页 - - - - - - - - - AUO-6R以及AAT11671这两颗芯片的名字叫:Integrated Multi-Channl DC-DC Converter For TFT LCD Panels,中文译名为:用于TFT 液晶面板的集成多通道直流-直流变换器。他们的功能基本是一样的,PIN 脚定义及芯片功能基本一致。我们先看一下AUO-6R的 PIN 脚分布。我会着重讲每一个PIN 脚的功能。PIN1-FLK: 该脚由 TCON 产生, 用于 VGHM的充放电信号PIN2-VGH:GHM充电开关输入PIN3-VGHM
18、:Gate Driver IC供电电压PIN4-RE:VGHM放电开关输入PIN5-VREF :旁路终端内部参考。在模拟地和该PIN 之间连接一0.22uF 的陶瓷电容。 过流能力为100 微安PIN6-FBN :负线性调整器反馈输入。将此脚连接在负输出电压VGL 和 VREF 之间分压器中间用来调整负线性调整器的输出电压。PIN7-DRVN:负线性调整器基极驱动。内部PMOS 管开漏输出。该脚不使用。PIN8-CD: 连接外部电容,设置电压检测器复位时间的延迟时间PIN9-RESET :低电平有效。电压检测器复位开漏输出PIN10-VDIV:电压检测器分压输入。将该脚连于一电阻分压器(电阻分
19、压器连于检测电压输入VDIN 和模拟地之间)中心。PIN11-AGND:模拟地PIN12-ADJ:低压降线性调整器反馈输入端。ADJ 一般规整名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 34 页 - - - - - - - - - 为 1.24V 。将该 PIN 连于一电阻分压器中心(该电阻分压器连接LDO 的输出电压LDOO和模拟地之间)PIN13-LDOO: LDO 输出电压PIN14-LDOI:LDO 输入电压PIN15-SS :软启动 PIN 。接一软启动电
20、容,该电容将被恒流源4uA 充电进而决定软启动时间PIN16-COMP:放大器错误补偿。此PIN 连接补偿网络到地。PIN17-VIN:供电脚。该IC 所有电路含BOOST 变换器,负线性调整器,门极脉冲规整器及电压侦测器。PIN18-LX: 开关震荡PIN 。内部功率管NMOS漏极,用于主升压变换器。PIN19-EN: 高活动启用控制输入端及过流保护OCP 级别设置PIN20-FB :主 BOOST 变换器反馈输入端。FB 一般电压为1.24V 。用于检测AVDD 的电压。PIN21-PGND:功率地。(为什么会有这么多地呢?因为信号频率不一样防止干扰)PIN22-AVDD:源极 IC 电压
21、。亦是OP 电源及 GMP 级别转移电压。PIN23-OPAO:单位增益 OPA 输出脚PIN24-OPAI:单位增益OPA 输入脚第一个 BOOST 变换:名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 34 页 - - - - - - - - - VIN (3.3V )输入后经电感及二极管D201 组成的 BOOST SET-UP变换器进行升压,输出AVDD 约 8.7V 。开关由 PIN18-LX控制。第二个 BOOST 变换 : 这个 BOOST 变换其实还是用
22、到了前面的电感L201 ,有所不同的是,此处的信号通过电容C206 引入到 DM203 。那么为什么信号能过去?因为LX 开关的频率是1.2Mhz ,属于高频信号,能通过电容。基本上没有压降。这个也是基本的BOOST 变换。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页,共 34 页 - - - - - - - - - 这个 BOOST 变换依赖于前面的电感L201 。我们知道组成BOOST 变换有两个基本器件电感和二极管。这里的二极管就是DM203 。对于 DM203 ,
23、它是双管,而且是开关性能极佳的双管。用于BOOST 变换的仅有下面紫色框内部的二极管。上面的二极管仅仅是稳压用的,上面这个管子的排列方向就决定了输出电压的正负。第三个 BOOST 变换 : 第三个 BOOST 变换很复杂。它需要将U201 PIN18产生的开关脉动信号两次驼载在直流电压上,才能输出高达24V 的 VGH 。具体原理如下:我们先得说明LX 这个 PIN18 所产生的开关信号,其频率为1.2Mhz ,平均值值是2.96V 。这么低的平均值依赖前面的BOOST 变换很难产生高达24V 的 VGH1 电压。那么它是如何实现的呢?名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - -
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