Контроллер задней подсветки LCD-дисплеев FAN7314. Архитектура, функционирование и диагностика

Продолжаем рассказывать о микросхемах контроллеров, управляющих лампами CCFL в блоке задней подсветки LCD-мониторов. Сегодня в поле нашего зрения попала микросхема FAN7314, которая получила достаточно широкое применение в инверторах задней подсветки.

Микросхема FAN7314 является полнофункциональным контроллером, предназначенным для управления преобразователем (инвертором), который построен по схеме последовательного резонансного контура, управление напряжением на лампах обеспечивается методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), при этом частота генерации задается внешними элементами, и может находиться в диапазоне от 30 кГц до 250 кГц, в зависимости от характеристик ламп CCFL и параметров импульсного трансформатора.

К основным особенностям микросхемы можно отнести следующие ее возможности:

дает возможность построения одно ступенчатого преобразователя с высоким КПД;

имеет широкий диапазон питающих на пряжений (от 6В до 25.5В);

позволяет обойтись минимальным количеством внешних элементов для построения полноценного инвертора;

имеет встроенный прецизионный формирователь опорных напряжений с точностью до 2%;

поддерживает полумостовую топологию ZVS (переключение при нулевомнапряжении);

обеспечивает функцию «мягкого старта» (Soft-Start);

поддерживает ШИМ-управление на фиксированной частоте;

поддерживает регулировку яркости аналоговым методом или импульсным методом Burst-Dimming;

позволяет программировать частоту генерации во время процесса «поджига» памп;

обеспечивает защиту от обрыва ламп;

обеспечивает регулировку при обрыве ламп;

обеспечивает термическую защиту.

Микросхема FAN7314 выпускается в 20-контактном корпусе типа SOIC (рис.1). На рис.2 представлена ее внутренняя блок-схема. Назначение контактов FAN7314 приводится в табл.1. Мы не будем детально и подробно описывать работу микросхемы, т.к. объем информации, представленной в табл.1, мы считаем, достаточным для общего понимания основ функционирования контроллера. А для всех интересующихся деталями и подробностями, можно рекомендовать обращение к первоисточнику — Data Sheet’y на микросхему.

Таблица 1. Описание контактов контроллера FAN7314

Мы также не станем приводить схему типового включения микросхемы — все это также можно с успехом найти в описании микросхемы. В качестве же примера, иллюстрируюшего практическое применение FAN7314, мы предлагаем обратиться к следующей публикации данного номера журнала, в которой представлена принципиальная схема платы инвертора монитора Samsung SyncMaster 943N.

Сейчас же, мы переходим к обсуждению вопросов диагностики контроллера FAN7314. Хотя отказ микросхемы и нельзя считать распространенной проблемой инверторов, иногда, все-таки, возникает необходимость убедиться в ее исправ ности. Предлагаемая ниже методика является очень простой, и не требует выпаивания микросхемы. Методика будет интересна всем специалистам, предпочитающим «семь раз отмерить и один раз отрезать», а также будет единственно-возможным вариантом получения информации при отсутствии «доноров» и запасных микросхем.

Диагностика FAN7314

Для диагностики микросхемы нам понадобится следующее оборудование:

— лабораторный источник питания постоянного тока;

— вольтметр;

— осциллограф (можно, конечно, обойтись и без него — общую работоспособность микросхемы можно будет оценить и по показаниям тестера, но мы считаем это непрофессиональным подходом).

Проверка контроллера FAN7314 осуществляется так же, как и большинства других ШИМ-контроллеров. Основная идея диагностики заключается в том, что бы подать на соответствующий контакт микросхемы питающее напряжение, приводящее к ее запуску. После этого проводится проверка работы источников опорных напряжении, генераторов тактовой частоты, выходных ключей и т.п. И именно поэтому так важно знать внутреннюю архитектуру контроллера и назначение его контактов.

Подобную диагностику очень удобно проводить при условии, что проверяемая микросхема не выпаивается, т.е. проверка проводится непосредственно в схеме. При этом все необходимые внешние элементы (конденсаторы и резисторы) присутствуют и имеют соответствующие номиналы. Вероятность того, что микросхема не будет работать из-за неисправности внешних элементов, конечно же, существует, но статистика отказов электроники такова, что данная вероятность ничтожна, и ею можно спокойно пренебречь (но «держать в уме» возможность отказа внешних элементов, оггытный специалист, все-таки, должен).

Итак, приступаем к пошаговой диагностике FAN7314.

Шаг 1

От лабораторного источника питания подаем напряжение величиной +12В на КОНТ.17 (VIN). При этом ничего значительного не происходит, так как подачи только лишь питающего напряжения не достаточно для нормального запуска контроллера. В этот момент времени можно оценить величину потребляемого микросхемой тока. Величина входного тока не должна быть сколько-нибудь значимой (в описании микросхемы указано значение стартового тока не более 180 мкА). Большое значение входного тока на этом этапе диагностики однозначно будет указывать на неисправность микросхемы, и это, естественно, будет сопровождаться достаточно значительным разогревом корпуса микросхемы. Также можно отметить, что выходы микросхемы устанавливаются в неактивное состояние, которому соответствует следующая комбинация уровней:

на конт.19 (OUTB) — 0В;

на конт.18 (OUTА) — напряжение, равное VIN (т.е. +12В);

на конт.14 (OUTD) — 0В;

на конт.15 (OUTC) — напряжение, равное VIN (т.е. +12В);

Шаг 2

От второго лабораторного источника подаем напряжение величиной около +5В на конт.З (ЕХА). Именно в этот момент времени микросхема и должна будет нормально запуститься. Штатный запуск контроллера FAN7314 можно определить по следующим признакам:

на конт.6 (REF) появляется опорное напряжение постоянного тока величиной 2.5В;

на конт.13 (СТ) появляется высокочастотное пилообразное напряжение, амплитудой около 2 В (при проверке тестером на этом контакте измеряется напряжение около 1.25 В, т.е. действующее значение пилообразного напряжение равно именно 1.25 В).

на конт.12 (RT) устанавливается постоянное напряжение около 1.25В;

на конт.4 (SS) устанавливается постоянное напряжение, величиной около 2.65В;

на конт.1 (OLP) напряжение начинает плавно нарастать, и в итоге достигает величины 3.6В;

на конт.1’1 (ВСТ) появляется низкочастотное пилообразное напряжение, амплитудой примерно 2В (действующее значение, измеряемое тестером, равно примерно 1.25 В);

на конт.10 (EAOUT) устанавливается постоянное напряжение, величиной около 2.36В которое удерживается на этом уровне в течение всего времени, пока активен сигнал ENA;

на выходных контактах (OUTA, OUTB, OUTC, OUTD) в момент активизации сигнала ENA появляются импульсы, которые достаточно скоро пропадают (пропадание импульсов — это нормальная реакция контроллера на отсутствие тока ламп).