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液晶屏逻辑板TFT偏压电路工作原理-适合大尺寸液晶屏 [复制链接]

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sky-sun  

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楼主    sky-sun 发表于: 2013-05-26 14:44:21 
TPS65161能够为TFT-LCD面板提供4路符合时序要求的不同电压输出,并凭借其大电流输出能力,成为大尺寸显示器和LCD TV应用的理想选择。TPS65161包括可调上电时序和安全功能,如过电压保护、升压转换器和短路保护锁存变换,以及过热保护( 155℃)。此外,该器件集成了数据驱动信号,控制隔离MOSFET开关,切换VDA与VGH电压。TPS65161内部框图如上图所示。
  一、TPS65161构成的偏压电路
  主板输出的上屏控制指令( ON -PANCEL)打开上屏控制电路后,输出液晶屏所需的上屏电压(12V)到驱动板,12V电压一方面加到TPS65161的(22)脚,为芯片提供工作电压;另一方面送到外围电路,产生芯片所需的12V_SW、VAA_FB、VAA电压。
  在TPS65161(9)脚和(16)脚使能控制信号控制下,上屏电压12V通过内部降压转换器产生时序控制器和LCD面板所需的驱动电压VDD.并在升压转换器的作用下,产生数据驱动器所需的电压VDA;同时,通过TPS65161内部进行双倍压转换(泵电源)形成扫描驱动器所需的VGH和VGL电压。
  上述电压产生的时序驱动关系如下图所示。

1、VDD电压产生电路
  VDD电压产生电路由UPl(TPS65161)的(15)、(17)、(18)、(20)、(21)脚内部电路及UP8( ME6100D)等外围电路构成,其电路如下图所示。
  上电后.TPS65161的⑩脚(ENl)接输入电压12V(高电平).(20)、(21)脚的输入电压分为两路:一路送到基准电压发生器,产生稳定8V电压,给驱动运放提供工作电压;另一路供给内部MOS开关管的漏极。时钟脉冲发生器产生的时钟脉冲送到锯齿波发生器中,经调制处理后输出调制脉冲到运放的同相输入端,误差放大器输出的控制电压输入到运放的反相输入端,经运放比较放大后,输出电压到驱动控制器中,产生驱动脉冲经驱动运放放大后驱动MOS开关管,从(18)脚输出开关脉冲,经DP3稳压,LP2、RP23、CP36、CP37、RP35滤波及限幅后得到VD33V电压。
  该电压的一路经RP20、RP12与RP22、Rl,14分压后反馈到(15)脚,控制驱动脉冲的占空比,从而实现稳压控制。
  第二路经Ll、CP78滤波,产生VDD电压,为驱动板上的时序控制器和扫描驱动器及数据器提供驱动电源;另一路经CP96、CP97 滤波后送到UP8( ME6100D)的(1)脚,经内部稳压后从(3)脚输出V25V -A电压,供驱动板上主芯片使用。



2.VAA_FB电压产生电路
  VAA_FB电压产生电路由UPl(TPS65161)的(1)~(5)、(28)脚内部电路及外围电路构成,其电路如下图所示。UPl(TPS65161)(12)脚为主升压转换器工作方式设置,决定其内部电路是工作在脉冲宽度调制或500/750kHz固定开关频率方式。本方案中,(12)脚经RP25(oΩ电阻)接12V输入电压,工作在750kHz固定开关频率。
  主升压转换器有一个可调节的软启动电路,以防止在启动过程中的高涌流。软启动时间由连接到(28)脚的外部电容器CP26设置。(28)脚内部连接一恒流源,与内部电流限制与软启动脚电压成正比。在达到内部软启动的阈值电压时,比较器被释放电流限制。软启动电容器值愈大,软开始时间越长。
  上电后,12V输入电压经CP5、CP6、LP3滤波后,一路加到DP1、CP7、CP8、CP9、CP10组成的滤波电路,产生VAA_FB电压;另一路加到UPl(TPS65161)的(4)、(5)脚。
  VAA_FB电压经CP16滤波后加到UPl(TPS65161)的(3)脚,(3)脚内接一个过电压保护开关Q2和过电压保护比较器,过电压保护比较器将(3)脚电压与内部基准电压进行比较,当(3)脚电压上升到23V时,TPS65161内部驱动控制器关掉N通道MOSFET,只有输出电压低于过电压阈值后,内部驱动控制器才会再开始工作。
3.VDA电压产生电路
  VDA电压产生电路由UPl(TPS65161)的(27)脚内部电路及外围电路构成,其电路如上图所示。
  驱动板上主芯片输出的PWR_ON信号(高电平)到TPS65161的(9)脚,经(26)脚内外部电路处理后,从UP1(TPS65161电路VDA电压产生电路由UPl(TPS65161)的(27)脚内部电路及外围电路构成,其电路如图5所示。驱动)的(27)脚输出电压(20.2V)到QP1的栅极,QP1将输入电压VAA_FB进行串联稳压后,从源极输出VAA电压,经CP12、CP13、Lll滤波后产生VDA电压,为数据驱动器提供工作电压。
  4.VGH、VGL电压产生电路
由于液晶屏内集成有数字电路和模拟电路,需要外部提供数字电压和模拟电压。另外,为了完成数据扫描,需要TFT轮流开启/关闭。当TFT开启时,数据通过源极驱动器加载到显示电极,显示电极和公共电极间的电压差再作用于液晶实现显示,因此需要控制TFT的开启电压VGH、关闭电压VGL,以及加到公共电极上的电压VCOM。
  VGH、VGL电压产生电路由UPl(TPS65161)的(8)、(10)、(14)、(11)、(13)、(24)脚内部电路及外围电路构成,其电路如下图所示。
  驱动板上主芯片输出的PWR_ON信号到TPS65161的(9)脚,在(26)脚内外部电路延时作用下,(8)脚输入电压VAA_FB经TPS65161内部电流控制与软启动电路控制后从(10)脚输出脉冲电压,经CP18耦合后与VAA电压经DP5(1)、(3)内接二极管整流后的电压叠加,再经DP5(3)、(2)内接二极管整流、CP19、CP43滤波后产生VGHP电压。同时,正泵电源通过外部分压电阻RP28、RP27的设置来稳定输出电压VGHP。负电压(VGL)的工作原理与正电压(VGHP)的原理相似,在此不再重述。
  VGHP电压在主芯片输出的GVON和GVOFF信号作用下,控制QP7的导通与截止,经DP7稳压,产生VGH电压供扫描驱动器使用,电路如中图所示。

  V420Hl-LNl屏所配逻辑板实物图
  逻辑板又称“T -CON板”,其作用是将主板送来的LVDS信号在逻辑板上MCU的控制下,转换成屏所需要的行列驱动信号,驱动屏正常工作而显像。
  逻辑板上的TFT偏压芯片普遍采用的是TPS65161、TPS65162等型号的芯片,这些器件由于集成度高,只需少许外围元件就可以产生薄膜晶体管( TFT-LCD)液晶屏幕需要的所有电压(VDD、VDA、VGH、VGL)。当TFT偏压电路工作不正常时,将出现花屏、图暗等现象。
  逻辑板上的电压是受时序控制的,产生顺序为VDD33、V25V_A、VDA、VGL、VGH。 上屏电压【12V)加到TPS65161的(16)脚.通过内部降压转换器产生时序控制器所需的VDD33和V25V_A两种电压。
  当TPS65161(9)脚输入使能控制信号时,将产生VDA、VGL、VGHP电压,VGHP电压在时序控制器输出的控制信号下,通过稳压控制电路产生VGH电压。
  奇美V420HI -L15屏所配逻辑板上TFT偏压芯片产生的各种控制电压测试点如左图所示。各控制电压的作用如下:VDD:数字电源,VDD33表示3.3V.其他同。
  AVDD/VDA:模拟电源,供给GAMMA电路。PWRON:
  DC/DC转换lC开启信号,来自时序控制芯片。GVON、GVOFF:VGH时序控制信号,来自时序控制芯片。VGL:
  GATE OFF控制电压。VGH:
  GATE ON控制电压。
  VCOM:显示屏的基准电压。
  M/POL:液晶驱动极性转换信号,用于产生VCOM信号。
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