2024年3月11日发(作者:洋尔阳)
电源电路原理介绍
26寸现有LED电源电路所使用的待机芯片及电源芯片分别为STR-A6059H
及NCP1271。
1. Drive IC A6059H and NCP1271 Pin Description(A6059H
和 NCP1271芯片管脚定义介绍)
STR-A6059H将功率MOSFET 及PWM 电流控制方式的控制电路内置于同
一封装中的电源IC。制御部分搭载了启动电路及待机模式,能够实现低功耗。图
一为A6059H的管脚定义。
Pin No. Description Functions
1 S/OCP MOSFET Source/过电流保护
MOSFET Source/Over current protection
Brown In/Out 保护输入检测
2 BR An Input voltage detection terminal for Brown-in/out
protection.
3 GND Ground(地)
定电压控制/过负载保护信号输入
4 FB/OLP Input of constant voltage control signal /over load
protection signal
5 VCC 控制电路电源电压输入
Input of power supply for control circuit
6 ---- NC(6Pin 拔掉)
7 D_ST MOSFET Drain/启动电流输入
MOSFET drain / Input of Startup current
8
图一 A6059H的管脚定义
图二为NCP1271的管脚定义及描述。
Pin Symbol Function Description
No.
A resistor to ground provides the adjustable
1 Skip Skip Adjust or standby skip level. Additionally, if this pin is
/Latch Latch off pulled higher than 8.0 V (typical), the
controller latches off the drive.
An optocoupler collector pulls this pin low
during regulation. If this voltage is less than
2 FB Feedback the Skip pin voltage, then the driver is pulled
low and Soft-Skip mode is activated. If this
pin is open (>3 V) for more than 130 ms, then
the controller is placed in a fault mode.
3
CS
Current Sense
4
5
6
GND
Drv
Vcc
8
HV
This pin senses the primary current for PWM
regulation. The maximum primary current
is limited to 1.0 V / RCS where RCS is the
current sense resistor. Additionally, a ramp
resistor Rramp between the current sense
node and this pin sets the compensation ramp
for improved stability.
IC Ground
Driver Output The NCP1271's powerful output is capable of
driving the gates of large Qg MOSFETs.
This is the positive supply of the device. The
Supply Voltage operating range is between 10 V (min) and
20 V (max) with a UVLO start threshold 12.6
V (typ).
This pin provides (1) Lossless startup
High Voltage sequence (2) Double hiccup fault mode (3)
Memory for latch-off shutdown and (4)
Device protection if VCC is shorted to GND.
图二 NCP1271的管脚定义
2. 电源电路原理框图
图三为电源电路原理框图。
AC100—2
40V电压
整流桥电路
输入整流
滤波电路
待机电源电路
开关控制电路
待机电压5VS输出 待机电压5VM输
芯片供电控制电路
电源芯片NCP1271控
制12V输出电路
电源芯片NCP1271
控制143V输出电路
开关控制电路
143V输出电路
12V DRV输出 驱动电路(OZ9986)
LED驱动电压输出
图三电源电路原理框图
电源电路原理为:220V市电接入后,经整流滤波后得到300V直流高压:
1. 300V连到待机电路,经待机芯片A6059H和待机变压器首先形成5VS待机
电压。然后在开关控制信号PS—ON(高电平有效)控制下经开关控制电路
后形成5VM(供驱动电路)电压。5VM经芯片供电控制电路(光耦)后形成
16V的芯片(NCP 1271)供电电压VCC。
2. VCC加到电源芯片NCP 1271后,300V整流电压分别经过电源变压器后产生
12V和135V的稳定直流电压,其中,12V电压一路经开关控制信号PS—ON
(高电平有效)控制下经开关控制电路后形成12V DRV电压(供驱动电路部
分),另外一路直接输给主板供电。143V电压连到驱动电路为LED灯串提供
电压。
3. 12V及143V的供电电压输出的电源架构都为单端反激方式。
驱动电路原理介绍
26寸现有LED驱动电路所使用的驱动芯片为0Z9986A,OZ9986A是一款降
压的LED驱动芯片,LED的供电电压由前端电路提供,该芯片功能为实现LED
灯串的恒流控制。
1. Drive IC OZ9986 Pin Description(OZ9986芯片管脚定义介
绍)
Names
SEL
VSYNC
LPF
RT
PROT
STATUS
GNDA
GNDP
VDDP
COMP6
COMP5
COMP4
COMP3
COMP2
COMP1
ENA
ISEN1
Pin
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
I/O
I
I
I/O
I/O
I
I/O
----
----
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I
I/O
Description
DC voltage to set PWM dimming frequency
Synchronization signal for PWM dimming frequency or set
internal free-run dimming frequency when SYNC is not required
PLL compensation
Timing resistor to set operation frequency(芯片工作频率设定)
Over voltage protection threshold (过电压保护设计)
Indicator for buck regulation
Analog ground
Power ground
Power supply foe input IC
LED current balance control for string6(第六路的驱动控制)
LED current balance control for string5(第五路的驱动控制)
LED current balance control for string4(第四路的驱动控制)
LED current balance control for string3(第三路的驱动控制)
LED current balance control for string2(第二路的驱动控制)
LED current balance control for string1(第一路的驱动控制)
IC Enable pin (芯片的使能端信号)
LED current sense for string 1(第一路的电流检测信号)
ISEN2
ISEN3
ISEN4
ISEN5
ISEN6
VDDA
DIM
18
19
20
21
22
23
24
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I
LED current sense for string2(第二路的电流检测信号)
LED current sense for string3(第三路的电流检测信号)
LED current sense for string4(第四路的电流检测信号)
LED current sense for string5(第五路的电流检测信号)
LED current sense for string6(第六路的电流检测信号)
Signal power supply input for IC
Dimming input signal(调光电平信号)
2.驱动部分恒流控制的原理
...
2
C908
102/400V
2
1
143V
L902
LP
VD901
MUR160G
1
DRV PULSE
1
3
V904
3N40
IS1
R928
20R
R927
5R1
R971
NA
2
上图左为一路LED驱动电路图,右图为电感L902在MOSFET 3N40导通及关断时波形。
1. 当MOSFET 3N40导通时,在电感L902中感应出上“+”下“-”的感应电
动势,续流二极管VD901关闭。LED的供电电压通过LED灯串后,通过电
感L902,经MOSFET 3N40后经电阻接地,形成回路。导通过程中,电感中
电流线性上升(见右上图)。
2. 当MOSFET 3N40关闭时,由于电感电流不能突变,在电感L902中感应出上
“-”下 “+”的感应电动势,续流二极管VD901导通。电流经电感L902,
续流二极管VD901,LED灯串形成回路。在此过程中,电感中电流线性下降
(右图中)。
3. 当LED灯串中的电流达到250mV时,驱动脉冲关掉,MOS截止。电路进入
续流状态。由于芯片通过固定的频率在工作。在下一个工作周期时,高脉冲
重新将MOS打开,从而进入下一个工作周期。
4. LED灯串电流的计算公式为:
I
LED
(mA) = 250/R
ISEN
(Ω) (其中R
ISEN
为R927与R928并联)
5、OZ9986A正常工作时,需要ENA、BRI处于高电平状态。
6、由于26寸只用到4路驱动,所以芯片的第5路、第6路电平置高。
7、对于26寸机器,LED供电电平为145V左右。灯条两端的电压为120V左右。
8、由于0Z9986的驱动脉冲为5V的驱动,而电路中MOS的驱动电平需要10V
左右,所有在电路中需要一个电平变换电路,如下图所示。
12V DRV
R981
100R
V902
2222R924
22R
R921
1K
1
3
5VM
1
R922
10K
1
R923
1K
2
2
DRV PULSE
2
V903
2907
3
V901
2N7002
R5
R-HX
R925
10K
3
CM1
上图为12V驱动电路图,为LED驱动电路提供驱动脉冲
工作原理为:
1. CM1接OZ9986芯片的COMP1引脚,输出驱动脉冲。
2. CMP1引脚输出低电平时, V901 2N7002导通,将V902 2222的基极电位
拉低使其截止,此时V903 2907导通,输出低电平脉冲。
3. CMP1引脚输出高电平时,V901 2N7002截止,将V902 2222的基极电位拉
高并使其导通,此时V903 2907截止,输出高电平脉冲。
2024年3月11日发(作者:洋尔阳)
电源电路原理介绍
26寸现有LED电源电路所使用的待机芯片及电源芯片分别为STR-A6059H
及NCP1271。
1. Drive IC A6059H and NCP1271 Pin Description(A6059H
和 NCP1271芯片管脚定义介绍)
STR-A6059H将功率MOSFET 及PWM 电流控制方式的控制电路内置于同
一封装中的电源IC。制御部分搭载了启动电路及待机模式,能够实现低功耗。图
一为A6059H的管脚定义。
Pin No. Description Functions
1 S/OCP MOSFET Source/过电流保护
MOSFET Source/Over current protection
Brown In/Out 保护输入检测
2 BR An Input voltage detection terminal for Brown-in/out
protection.
3 GND Ground(地)
定电压控制/过负载保护信号输入
4 FB/OLP Input of constant voltage control signal /over load
protection signal
5 VCC 控制电路电源电压输入
Input of power supply for control circuit
6 ---- NC(6Pin 拔掉)
7 D_ST MOSFET Drain/启动电流输入
MOSFET drain / Input of Startup current
8
图一 A6059H的管脚定义
图二为NCP1271的管脚定义及描述。
Pin Symbol Function Description
No.
A resistor to ground provides the adjustable
1 Skip Skip Adjust or standby skip level. Additionally, if this pin is
/Latch Latch off pulled higher than 8.0 V (typical), the
controller latches off the drive.
An optocoupler collector pulls this pin low
during regulation. If this voltage is less than
2 FB Feedback the Skip pin voltage, then the driver is pulled
low and Soft-Skip mode is activated. If this
pin is open (>3 V) for more than 130 ms, then
the controller is placed in a fault mode.
3
CS
Current Sense
4
5
6
GND
Drv
Vcc
8
HV
This pin senses the primary current for PWM
regulation. The maximum primary current
is limited to 1.0 V / RCS where RCS is the
current sense resistor. Additionally, a ramp
resistor Rramp between the current sense
node and this pin sets the compensation ramp
for improved stability.
IC Ground
Driver Output The NCP1271's powerful output is capable of
driving the gates of large Qg MOSFETs.
This is the positive supply of the device. The
Supply Voltage operating range is between 10 V (min) and
20 V (max) with a UVLO start threshold 12.6
V (typ).
This pin provides (1) Lossless startup
High Voltage sequence (2) Double hiccup fault mode (3)
Memory for latch-off shutdown and (4)
Device protection if VCC is shorted to GND.
图二 NCP1271的管脚定义
2. 电源电路原理框图
图三为电源电路原理框图。
AC100—2
40V电压
整流桥电路
输入整流
滤波电路
待机电源电路
开关控制电路
待机电压5VS输出 待机电压5VM输
芯片供电控制电路
电源芯片NCP1271控
制12V输出电路
电源芯片NCP1271
控制143V输出电路
开关控制电路
143V输出电路
12V DRV输出 驱动电路(OZ9986)
LED驱动电压输出
图三电源电路原理框图
电源电路原理为:220V市电接入后,经整流滤波后得到300V直流高压:
1. 300V连到待机电路,经待机芯片A6059H和待机变压器首先形成5VS待机
电压。然后在开关控制信号PS—ON(高电平有效)控制下经开关控制电路
后形成5VM(供驱动电路)电压。5VM经芯片供电控制电路(光耦)后形成
16V的芯片(NCP 1271)供电电压VCC。
2. VCC加到电源芯片NCP 1271后,300V整流电压分别经过电源变压器后产生
12V和135V的稳定直流电压,其中,12V电压一路经开关控制信号PS—ON
(高电平有效)控制下经开关控制电路后形成12V DRV电压(供驱动电路部
分),另外一路直接输给主板供电。143V电压连到驱动电路为LED灯串提供
电压。
3. 12V及143V的供电电压输出的电源架构都为单端反激方式。
驱动电路原理介绍
26寸现有LED驱动电路所使用的驱动芯片为0Z9986A,OZ9986A是一款降
压的LED驱动芯片,LED的供电电压由前端电路提供,该芯片功能为实现LED
灯串的恒流控制。
1. Drive IC OZ9986 Pin Description(OZ9986芯片管脚定义介
绍)
Names
SEL
VSYNC
LPF
RT
PROT
STATUS
GNDA
GNDP
VDDP
COMP6
COMP5
COMP4
COMP3
COMP2
COMP1
ENA
ISEN1
Pin
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
I/O
I
I
I/O
I/O
I
I/O
----
----
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I
I/O
Description
DC voltage to set PWM dimming frequency
Synchronization signal for PWM dimming frequency or set
internal free-run dimming frequency when SYNC is not required
PLL compensation
Timing resistor to set operation frequency(芯片工作频率设定)
Over voltage protection threshold (过电压保护设计)
Indicator for buck regulation
Analog ground
Power ground
Power supply foe input IC
LED current balance control for string6(第六路的驱动控制)
LED current balance control for string5(第五路的驱动控制)
LED current balance control for string4(第四路的驱动控制)
LED current balance control for string3(第三路的驱动控制)
LED current balance control for string2(第二路的驱动控制)
LED current balance control for string1(第一路的驱动控制)
IC Enable pin (芯片的使能端信号)
LED current sense for string 1(第一路的电流检测信号)
ISEN2
ISEN3
ISEN4
ISEN5
ISEN6
VDDA
DIM
18
19
20
21
22
23
24
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I
LED current sense for string2(第二路的电流检测信号)
LED current sense for string3(第三路的电流检测信号)
LED current sense for string4(第四路的电流检测信号)
LED current sense for string5(第五路的电流检测信号)
LED current sense for string6(第六路的电流检测信号)
Signal power supply input for IC
Dimming input signal(调光电平信号)
2.驱动部分恒流控制的原理
...
2
C908
102/400V
2
1
143V
L902
LP
VD901
MUR160G
1
DRV PULSE
1
3
V904
3N40
IS1
R928
20R
R927
5R1
R971
NA
2
上图左为一路LED驱动电路图,右图为电感L902在MOSFET 3N40导通及关断时波形。
1. 当MOSFET 3N40导通时,在电感L902中感应出上“+”下“-”的感应电
动势,续流二极管VD901关闭。LED的供电电压通过LED灯串后,通过电
感L902,经MOSFET 3N40后经电阻接地,形成回路。导通过程中,电感中
电流线性上升(见右上图)。
2. 当MOSFET 3N40关闭时,由于电感电流不能突变,在电感L902中感应出上
“-”下 “+”的感应电动势,续流二极管VD901导通。电流经电感L902,
续流二极管VD901,LED灯串形成回路。在此过程中,电感中电流线性下降
(右图中)。
3. 当LED灯串中的电流达到250mV时,驱动脉冲关掉,MOS截止。电路进入
续流状态。由于芯片通过固定的频率在工作。在下一个工作周期时,高脉冲
重新将MOS打开,从而进入下一个工作周期。
4. LED灯串电流的计算公式为:
I
LED
(mA) = 250/R
ISEN
(Ω) (其中R
ISEN
为R927与R928并联)
5、OZ9986A正常工作时,需要ENA、BRI处于高电平状态。
6、由于26寸只用到4路驱动,所以芯片的第5路、第6路电平置高。
7、对于26寸机器,LED供电电平为145V左右。灯条两端的电压为120V左右。
8、由于0Z9986的驱动脉冲为5V的驱动,而电路中MOS的驱动电平需要10V
左右,所有在电路中需要一个电平变换电路,如下图所示。
12V DRV
R981
100R
V902
2222R924
22R
R921
1K
1
3
5VM
1
R922
10K
1
R923
1K
2
2
DRV PULSE
2
V903
2907
3
V901
2N7002
R5
R-HX
R925
10K
3
CM1
上图为12V驱动电路图,为LED驱动电路提供驱动脉冲
工作原理为:
1. CM1接OZ9986芯片的COMP1引脚,输出驱动脉冲。
2. CMP1引脚输出低电平时, V901 2N7002导通,将V902 2222的基极电位
拉低使其截止,此时V903 2907导通,输出低电平脉冲。
3. CMP1引脚输出高电平时,V901 2N7002截止,将V902 2222的基极电位拉
高并使其导通,此时V903 2907截止,输出高电平脉冲。