图2.16
电路的工作原理是:当“开关”Q3闭合接通时,图2.18所示;12V电压通过“开关”Q3、LP6及负载流通,并对CP35两端充电。流过LP6的电流,在LP6两端产生自感电势方向为;左正右负;对抗12V电压引起的电流的上升;由此LP6内部电流逐步上升进行磁能的存储;流出的电流对负载供电并对CP35两端进行充电,当CP35两端电压达到2.5V时;“开关”Q3断开,图2.19所示(由输出电压取样电路RP11、RP12、RP49、RP14的取样电压经过TPS65161的15脚进行控制),Q3的断开LP6内部的磁能无法继续维持,即转换为方向为左负右正的感生电势,这个左负右正感生电势经过DP9续流二极管流通,继续维持对负载的供电形成电流。当左负右正的自感电势逐步释放;CP35两端电压低于2.5V时,通过取样电路及TPS65161的15脚控制Q3导通,又开始一个新的导通周期。
图2.17
图2.18 图2.19
VDA电压的产生:VDA电压是向伽玛电路提供产生伽玛校正电压的基准电压,电压的幅度为13.5V。
电路由储能电感LP7、二极管DP6 及TPS65161的4脚和5脚内部的接地“开关”组成,图2.20所示是其工作原理等效电路,电路组成了一个典型的Boost(升压)变换电路。
图2.20
产生的过程是:主板电路提供的12V电压经过升压电路(Boost)变换成为23V左右的电压VAA_FB经过控制开关QP1成为23V左右的VAAP在经过RP24降压成为VDA电压。 电路的工作原理:
图2.21 图2.22
当“开关”Q1闭合接通时;图2.21所示,12V电压经过LP1、Q1流通,LP7产生产生的自感电势方向为左正右负,对抗12V电压引起电流的上升,电逐步上升并且以磁能的形式存储。当“开关”Q1断开的瞬间,因Q1导通而流过LP7的电流被切断,此时LP7存储的磁能无法维持,磁能转换为左负右正的感生电势ULP7和电源电压12V串联叠加经过DP6流通形成VAA_FB电压,图2.22所示,此电压经过控制管QP1形成VAAP电压,后经过RP24降压为VDA电压,RP2、RP3、RP4、RP5是输出电压的取样电阻,取样电压经1脚回送到TPS65161的内部,经过和基准电压比较后控制开关Q1的占空比,达到控制输出电压VAA_FB稳压的目的。
VGH电压和VGL电压的产生:
VGH电压和VGL电压的产生采用了电荷泵电路来完成的,图2.23所示。 什么是“电荷泵“电路?
电荷泵电路就是利用电容作为储能元件的DC-DC变换电路。
DC-DC直流变换器就是把未经调整的电源电压转化为符合要求的电源。传统的DC-DC变换电路通常采用一个电感作为储能元件实现DC/DC变换,但是电感体积庞大、容易饱和、会产生EMI而且电感价格昂贵。为解决此类问题,现代电源通常采用电荷泵电路。电荷泵采用电容作为储能元件,这样外接组件少,非常适合负载电流不大的设备使用(电荷泵的输出电流受电容容量的限制)。 电荷泵电路有多种类型,用处也很多,它将输入的正电压转换成相应的负电压,即VOUT= -VIN。另外,它也可以把输出电压转换成近两倍的输入电压,即VOUT≈2VIN。由于它是利用电容的充电、放电实现电荷转移的原理构成,这种DC/DC变换器的电荷泵也称为“电荷泵电压反转器”或“电荷泵变换器”。 正电压电荷泵电路:
图2.23所示,就是一个正电压电荷泵电路。 图中C1为储能电容,(1)端为输入电压,(2)端为输出电压,(3)端根据不同的要求有不同的连接方法,当只对一个输入电压进行转换时;(3)端直接“接地”图2.24所示,当有两个电压进行叠加参与变换时;(3)端接另一个电压V a,这时;这三端子之间电压的关系如图2.25所示;
当(1)端输入电压值幅度为:Vb时;(3)端输入电压值幅度为Va时;(2)端输出电压Vc=Va+Vb。
如果(3)端接零电位(接地),则(2)端输出电压Vc=0+Vb。
图2.23 图2.24
图2.25
上述的电荷泵电路如果输入的是正弦波交流电,就成为了一个“半波倍压整流电路”在上世纪的很多无电源变压器,或者需要较高电压输出的电器设备中作为倍压整流应用,例如上世纪1970年天津电视机厂产生的 北京牌825-2型14寸电子管电视机就采用了类似的“全波倍压整流电路”获得了电视机需要的较高电压。
图2.26
负电压电荷泵电路:
在上述的电荷泵电路中,把二极管反向连接;就组成了一个能输出“负”电压的电荷泵电路,图2.26所示。
输出电压Vc=Va-Vb。如果Va端接零电位(接地)则Vc=0-Vb= -Vb。 以上介绍的正电压和负电压电路广泛的应用在目前各种液晶屏的T-CON板电路中。几乎所有的T-CON板电路的VGH电压和VGL电压的产生都采用了此两种电路。
同样这里介绍的奇美V315B3-LN1 REV.C1液晶屏T-CON板电路也采用了电荷泵电路来完成VGH和VGL电压的产生。 电荷泵电路工作原理:
1) 正电压电荷泵输入正脉冲,图2.27所示;
TI时间;幅度为Vb正脉冲经过C1(C1容量足够大)及二极管D1对C2充电,电压上正下负,幅度约等于Vb;此时C1上也被充电,电压为左正右负电压幅度也约等于Vb。 T2时间;此时电压幅度为0V;C1左边电位即被钳位于0V,C1右边电位即为-Vb;二极管D2导通对C1进行充电至C1左右两边等电位(忽略D2压降)。
T3时间;重复T1时间的过程,并对C2充电至Vb,C2上的电压Vb就是输出直流电压。
图2.27 2) 正电压电荷泵输入负脉冲,图2.28所示;
TI时间;幅度为Vb负脉冲经过C1(C1容量足够大)及二极管D2导通并对C1充电(此时D1截止),电压左正右负,幅度约等于Vb。
T2时间;此时电压幅度为0V;C1左边电位即被钳位于0V,C1右边电位即为Vb;二极管D1导通对C2进行充电至Vb(忽略D1压降),C2上的电压即为输出电压。 T3时间;重复T1时间的过程,并对C1充电至两端电位为等电位,均为0V(忽略D2压降)。
图2.28
结论:正电压电荷泵电路;不管输入的是正脉冲还是负脉冲;其输出电压都为正电压。