OZ965的工作原理及故障檢修

一臺歐姆龍人機接口（HumanMachineInterface）NT6Z型顯示器出現(xiàn)不能顯示的故障。

由于該設備已停產(chǎn)，很難買到新設備，而網(wǎng)購的二手機使用很短時間就出現(xiàn)了同樣故障。為此，筆者決定自主維修該顯示器。為了便于維修，筆者根據(jù)實物繪制了電路圖，如附圖所示。該顯示器背光燈采用冷陰極熒光燈管CCFL，高壓驅動電路由一塊高效CCFL逆變控制芯片OZ965、驅動芯片4532和高壓脈沖變壓器3部分構成。高壓驅動電路為點亮CCFL背光燈管提供約600V的高頻交流電壓，并控制燈管的亮度。

一、OZ965簡介

OZ965是一塊采用5V供電，16個引腳的集成電路，有SOP和TSSOP兩種封裝形式。以單一固定頻率PWM方式工作，為外部的N溝道、P溝道場效應管提供脈沖寬度可調的驅動信號，工作頻率在30kHz~200kHz之間。芯片內含多個功能模塊，主要有：振蕩信號產(chǎn)生電路，脈寬調制控制電路，N溝道/P溝道場效應管驅動信號產(chǎn)生電路，參考電壓輸出電路，軟啟動控制電路以及過欠電壓、燈管開路、過流和短路保護電路。各引腳功能如附表所示。

二、工作原理

1.逆變過程

+5V電壓經(jīng)R711（22Ω）加到U701（OZ965）的16腳為它供電。U701獲得供電后，它內部的振蕩器與外接的定時元件R710和C712產(chǎn)生約60kHz的工作頻率，即fosc=1.91/（Rt?Ct）。該信號經(jīng)脈寬控制電路處理后形成60kHz的PWM驅動信號，從11腳和10腳輸出。PWM信號經(jīng)驅動塊T701（4532）內的N溝道場效應管和P溝道場效應管放大，加到高頻變壓器L701的初級繞組上，經(jīng)其變換后，從L701的次級繞組輸出約600V的交流電壓，點亮經(jīng)由插座CON702接入的冷陰極熒光發(fā)光管CCFL（在下文中簡稱燈管）。

L701的次級繞組與電容C717構成一個諧振電路。由于L701存在泄漏電感及次級諧振電路的作用，L701的次級輸出的電壓和電流大致為正弦波形，這種正弦波產(chǎn)生的諧波EMI輻射較小，從而實現(xiàn)了較高效率的高壓逆變。

2.軟啟動過程

當給U701的12腳施加高電平（高于1.5V）控制信號時，U701內部的恒流源為9腳所接的C708充電，隨著C708兩端電壓的升高，U70110、11腳輸出的脈沖信號的占空比由小到大逐漸增加，流過燈管的電流也逐漸增大，直到進入正常工作狀態(tài)，確保燈管獲得足夠的點燃時間，延長了燈管的使用壽命。在軟啟動過程中（即燈管電流取樣電壓小于0.6V時），10、11腳輸出脈沖最大占空比由3腳的電壓決定；當燈管電流取樣電壓大于0.6V，即燈管電流達到0.6/0.445=1.25mA時，軟啟動結束，10、11腳輸出脈沖最大占空比由2腳電壓決定。

3.燈管電流穩(wěn)定電路

該電路通過檢測流過燈管電流的取樣電壓，調整10、11腳輸出脈沖信號占空比，使流過燈管的電流保持穩(wěn)定的方式，實現(xiàn)保持燈管亮度的穩(wěn)定。具體過程是：OZ9651腳輸出的2.5V參考電壓經(jīng)R703、R704分壓后，為5腳提供1.25V的亮度控制參考電壓VC，預設10、11腳輸出脈沖的占空比，即燈管的工作電流。流經(jīng)燈管的電流經(jīng)雙二極管D701整流，R714//R715取樣，C718濾波，在附圖中A點獲得一個燈管電流取樣電壓VA。該電壓一路經(jīng)R712加到13腳，用于選擇10、11腳輸出脈沖的最大占空比；另一路經(jīng)R716接到6腳，與亮度控制電壓VL及電阻R702共同作用，為6腳提供一個電壓VB，5腳的電壓VC和6腳的電壓VB經(jīng)芯片內部的差分放大器放大后，產(chǎn)生一個誤差電壓V，該誤差電壓經(jīng)由一個坡度比較器比較去調整10、11腳輸出脈沖的占空比。當流過燈管的電流減小時，VA降低，6腳電位VB下降，10、11腳輸出脈沖的占空比增大，N溝道和P溝道場效應管導通時間增大，經(jīng)逆變變壓器L701升壓，使流過燈管的電流增加。反之，當流過燈管的電流增大時，VA升高、VB相繼上升，10、11腳輸出脈沖的占空比減小，使流過燈管的電流減小。如此不斷實時調整，保持燈管電流恒定不變。增大或減小亮度控制電壓VL，可以調整10、11腳輸出脈沖的占空比，實現(xiàn)燈管的亮度調節(jié)，但10、11腳輸出信號的最大占空比不會超過2腳電壓設定的值。C707為U701內差分放大器的補償電容。

4.保護功能

當電源電壓上升到3.9V時電路開始工作，當電源電壓降到3.4V時電路進入保護狀態(tài)。當燈管開路或燈管失效時，電流取樣電壓VA很小，6腳電壓VB也變得很低，U701內部差分放大器輸出7腳電壓變大，一旦該電壓大于2.78V，芯片內部電路觸發(fā)燈管開路保護機制作用，芯片停止工作，進入保護狀態(tài)。當4腳的電壓大于0.6V時，電路進入短路保護狀態(tài)。本電路4腳接地，所以無短路保護功能。芯片進入保護狀態(tài)后，1腳無2.5V參考電壓輸出。

5.參考電壓輸出電路

芯片內含一個2.5V參考電壓電路，可提供1mA電流。

三、故障檢修

故障現(xiàn)象：加電后顯示器屏幕閃爍，發(fā)出吱吱高頻叫聲，不到1秒鐘，屏幕熄滅、吱吱聲消失。

分析與檢修：根據(jù)故障現(xiàn)象分析，懷疑高壓變壓器L701及相關電路異常。測C716和C717正常，試更換變壓器L701，故障現(xiàn)象依舊。用示波器測量T701的8腳，發(fā)現(xiàn)加電后約0.6秒的時間有脈沖信號，隨后信號消失，與上述故障現(xiàn)象吻合；測A點電壓信號，發(fā)現(xiàn)該點電壓在加電后的0.5秒時間內，始終保持在40mV左右，檢查R714、R715、C718均正常，因此懷疑燈管開路或失效，流過燈管的電流太小，導致芯片軟啟動后立即進入保護狀態(tài)。于是，用一只82kΩ的大功率電阻代替燈管后試機，電路能工作，用示波器可以觀測到T701的8腳有連續(xù)的脈沖信號，A點電壓保持在1.2V左右，基本可確定燈管損壞。打開顯示器后蓋，取出燈管，發(fā)現(xiàn)燈管兩端已經(jīng)嚴重變黑。用網(wǎng)購的同型號燈管更換后，機器恢復正常，故障排除。
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