LED背光控制芯片MP4012工作特点与故障维修

2022-11-20 01:06:01  阅读 178 次 评论 0 条
摘要:

MP4012是一块高精度电流控制型LED驱动控制IC,能为高亮度LED发光二极管提供8V~55V直流供电,广泛用在LED液晶显示器的背光驱动电路中。用此IC设计的驱动电路架构有多种,如同步激励拓扑驱动型(S

     MP4012是一块高精度电流控制型LED驱动控制IC,能为高亮度LED发光二极管提供8V~55V直流供电,广泛用在LED液晶显示器的背光驱动电路中。用此IC设计的驱动电路架构有多种,如同步激励拓扑驱动型(SEPIC)、自举升压型(BOOST)、降压型( BUCK)以及升压降压型( BUCK-BOOST )。这些电路工作模式可设计成对外挂的MOSFET管驱动采取恒定工作频率方式,也可设计成恒定的关时间工作模式。

     长虹HSU25D-1M6 375、HSU25D-1M6 300、HSS35D-1MF 260、 HSS35D-1MF 241、HSS35D-1MC220、HSS35D-1MG 240、HSS30D- IMB 190、 HSM45D-1MJ 260、HSM45D -6M4 240等二合一电源板 中的背光驱动电路,均采用MP4012作为LED背光驱动控制IC,其实测电压见表1。

LED背光控制芯片MP4012工作特点与故障维修 第1张

     下面对该IC的各引脚功能进行具体介绍。

1、 MP4012引脚功能

       ①脚(VIN)为供电脚,供电范围在8V~55V之间。①脚内接线性调整电路,形成②脚的VDD电压。该IC 在长虹HSM45D-6M4 240二合一电源板上的供电电路如图1所示。

LED背光控制芯片MP4012工作特点与故障维修 第2张

       二次开机时,主板送来高电平的电源开机信号PS-ON使Q403截止。与此同时,开关电源送来12.3V 电压接入Q411的e极。另外,控制系统送出高电平的BL-ON背光开启信号,Q408饱和导通,Q411随之饱和导通,12.3V通过Q411的c、e极及D403降压后得到约11.6V电压,为IC的①脚供电。

       ②脚(VDD),为内部线性电源调整块输出滤波端,外接滤波电容,为IC内所有的电路包括给外部MOSFET栅极提供驱动供电。在长虹电源中,此脚外接电容C126。②脚电压在7.25V-8.15V之间。当该脚电压低于6.7V时,IC将因欠压而保护。

       ③脚(GATE),外接MOSFET管。在长虹电源中,③脚所接电路为自举升压(BOOST )电路,由MOSFET管Q409、升压储能电感L402、自举二极管D401\D404和滤波电容C410、C414组成,如图2所示。当③脚输出高电平时,Q409导通,65V电源通过L402、Q409的D、S极及R441、地形成电流回路,L402储能。当③脚输出低电平时,Q409截止,L402产生感应电动势,其极性为左负右正,与65V电压叠加,故对C410、C414充电而建立起高于65V供电的电压,供LED灯串工作。

LED背光控制芯片MP4012工作特点与故障维修 第3张

       需要说明的是,在不同的机型中 ,供给自举升压电路的电源电压不一定相同,如长虹HSM45D-6M4240、HSM45D-1MJ型电源组件的升压自举电路的供电为65V,而HSS30D-1MB 190、HSS35D-1MF 241电源组件的自举升压供电却为36V,电感L402的规格参数均为LGT-200uH-J。同样的升压电路要为不同的液晶屏供电,除开关电源提供给自举电路供电的差异外,还取决于LED供电取样电路电阻比例,即图2中的R447、R448.R450。

       ④脚接地。

       ⑤脚(CS)为开关管 工作电流检测输入端,内接电流比较器和100ns消隐电路:在图2中,通过R441的电流即为开关管工作电流,建立电压送入⑤脚。⑤脚内接快速电流比较器用于校正振荡锯齿波斜率。为防止电路瞬间产生突发尖峰电流引起电路误控,在比较器后端设置有100ns消隐延时电路LEB。⑤脚还具有大电流限制功能,即过流检测功能,其阈值由⑨脚电平决定。当⑤脚输入电压超过阈值时,过流检测将启动而进入锁死状态。

       ⑥脚(SL),外接振荡锯齿波斜率补偿电阻R445,改变R445的值则可改变锯齿波补偿率。

       ⑦脚RT, 可程控开关管工作方式,采用开关频率(F )控制或关断时间(CT )工作模式。当在此脚与地间接电阻时,实现程控开关管开关频率(F)。电阻值越大,工作开关频率越低,反之愈高,当此脚与③脚间接电阻时,表明驱动电路采用对开关管关断时间(CT )模式。此脚外接电阻阻值不可随便改变,长虹电源采用频率控制模式,在⑥脚与地间接电阻R464。

       ⑧脚sync,同步端,利用此脚可将多个MP4012集合一起,组成多组LED背光电路同步工作。长虹电源未用此脚。

       ⑨脚CL端,MOSFET开关管工作电流限制设置端,在⑨脚与①脚REF基准电压间接分压电阻R444和R423,如图3所示,以限制阈值。该脚也用于检测自举电压提升电路电感I402通过的最大电流。此脚电压不得超过450mV。

LED背光控制芯片MP4012工作特点与故障维修 第4张

       10脚REF,即1.25V基准电压形成端,给IC内LED灯电流控制电路供电。此脚外接滤波电容C124。
     11脚FAULT,故障指示输出脚。当电路出现过流或过压情况时,此脚电压将拉低。①脚也用于LED灯电流控制端,它与LED端的灯电流 控制MOSFET管Q414相连,如图4所示。

LED背光控制芯片MP4012工作特点与故障维修 第5张
     12脚OVP,过压检测端,通过R447、R448、R450分压电阻与灯供电端相连,正常时约为4.95V。12脚也用于灯开路检测,当灯串开路,该脚电压升到超过4.95V时,保护电路启动,关闭MP4012,同时11脚输出低电平。只有在当故障排除后,电路才会再次启动。
     13脚PWM,数字脉宽控制输入,信号来自主板控制系统,作为数字背光亮度控制。该端内接误差放大电路(EA)、故障指示( FAULT )输出电路和栅驱动电路。在PWM脉冲变为高电平时,GATE和FAULT脚激活,同时EA电路与外部补偿控制网络接通(电流反馈和电压反馈网络),反馈检测电路工作,GATE及FAULT脚所接灯供电和灯电流控制端电路启动工作,从而实现LED供电及灯电流精准校正。当PWM脉冲变为低电平时,栅驱动输出停止,FAULT脚被内电路下拉到地端,以关闭FAULT脚所接灯电流控制的隔离MOSFET管Q414。由于PWM高低电平变化速度快,通过这种快速判断Q441和GATE驱动,从而实现背光亮度校正。与此同时EA电路也与外接反馈补偿网络中断,此时COMP脚电压因外接电容的存在而保持,这有助获得高频PWM背光控制,从而精准调整LED背光。
     14脚cOMP,转换器补偿端,作用等同传统电路的软启动控制端。在IC启动期间,IC建立VDD电压后电路将对此脚外接电容充电,达到5V时,IC内部电流源对建立的电压进行放电;当电压降至1V时,电流源与cOMP脚脱离,转而与EA误差放大电路连通,允许栅驱动电路输出开关信号,同时FAULT脚与外部LED灯
电流控制隔离MOSFET管Q414连接,即MP4012所组成的电路全被激活工作。该脚电平的变化与IC工作状态有关,当此脚为高平5V时,IC停止工作。
      15脚 ISET,灯电流设定控制脚,也可用于灯亮度模拟控制。在10脚REF脚与15脚间接有分压电阻,见图3,用于作为灯电流校正基准电流阈值设定。分压电阻所得基准电压与16脚所接灯电流检测电阻反馈电压比较,其误差信号一路去校正③脚驱动GATE脉冲的占空比,实现灯供电校正;另一路送入灯电流控制转换电路,从11脚输出灯电流校正信号去改变图4电路中的Q414的D、S极间电阻。由于Q414串接在灯串回路上,故D、S极间电阻的改变,即调整了加在灯串上的电压,实现灯供电流的校正。图4中R452、R446、R469并联接在隔离管Q414的S极与地间,当通过三只电阻的电流过大时,电路将判定灯过流而保护。
      16脚FB,灯串工作电流反馈脚 ,其工作特点在上面已做了介绍。同时,该脚还作为灯串短路检测端,当反馈电压超过阈值时,灯电流保护功能将启动,IC停止工作。
2、常见故障检修思路
      故障现象1:背光不亮。分析检修:该故障的原因通常是LED背光电路没有工作,或灯供电没有接入LED灯串。若测得接入灯串的电压等于开关电源送来的电压,则表明LED背光电路没有工作,需检查MP4012组成的控制电路及LED自举升压电路。正常时,MP4012的①脚有11.5V电压,②脚有近7.65V电压。如果②脚电压为0V,则检查②脚滤波电容或代换MP4012。若①、②脚电压正常,则测量13脚电压是否高于3V,如果电压低,则检查主板上的PWM信号通道,如果PWM通道正常,则测③脚有无方波驱动信号输出,以及11脚有无7.5V高电平驱动电压。如果③脚无驱动输出,11脚也为低电平,且14脚电压达5V,由此可判定电路进入过流或过压保护状态,,这时细查5、12、16脚外接取样电阻。
     如果上述检查均正常,且3、11脚仍无输出、14脚电压也为1V左右,13脚电压也正常,则表明MP4012振荡控制电路有故障,先检查⑦脚振荡电阻以及10脚基准电压1.22V,最后代换MP4012。
     故障现象2:背光灯启动,但点亮后便熄灭。分析检修:这种故障表明MP4012组成的LED背光电压形成电路已工作,随后电路又进入了保护状态,先应检查MP4012的5、12、16脚外电路,再检查灯供电插座有无虚接现象,最后拆开液晶屏检查LED及灯珠是否正常。

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