概述:MP3391是一款用作于LED液晶电视中的背光驱动芯片,其内部含有升压驱动脉冲形成、升压驱动、PWM(脉宽调制)调光、升压MOS管过流保护、输入欠压保护、输出过压保护、灯串过流保护等电路及调光MOS场效应功率管等。


一、MP3391功能和特性

1、输入电压范围:9V 至 35V
2、10V MOSFET 栅极驱动器

3、可选择驱动8、6或4串LED
4、每串最大电流为80mA
5、灯串之间的电流匹配精度为2.5%
6、可调开关频率
7、PWM或DC输入突发PWM调光
8、开路/短路保护和故障标志输出
9、可调短路保护电压和时间阈值
10、可调过压保护
11、可灵活扩展LED通道
12、过温关断保护
13、28引脚TSSOP封装和28引脚SOIC封装工艺


二、MP3391引脚功能与实测电压


三、MP3391内部方框图


四、MP3391典型应用电路

      上图是DRC4610驱动板电路,由于MP3391共有8个通道,每个通道最大电流只有80mA,故DRC4610驱动板用两只MP3391并联将8个通道并联构成四个独立通道。DRC4610驱动板主要由控制芯片工作电源、背光升压、2D/3D EN(使能)、BL_ON(背光启动)、P_DIM(亮度调节、PWM调节方式)及输入欠压、输出过压/过流保护等电路构成。

1、启动与升压电路
      二次开机后,主板送出的开机信号使电源板中的主电源开始工作,输出+24V、+58V电压。其中,+24V通过插头加至驱动板上插座P601的⑩脚,58V电压则加至P601的11~14脚。另外,由主板上MCU送出的3D EN(只有当彩电工作于3D模式时,才有该使能信号输出)、P_DIM、BL_ON(实际为2D EN)控制信号也同时被分别送至插座P601的①、②、③脚。P601⑩脚送入的+24V电源电压经过电源控制管Q602 (S5160T)后,分别由R601、R641送至控制芯片U601、U602(MP3391)的电源端②脚。P601③脚送出的BL ON信号(直流电压大于+2V)经R604送到MP3391的使能端⑤脚,MP3391内部的振荡电路开始工作,经过整形的开关激励脉冲信号从MP3391的25脚输出,由R615送到升压开关管Q601(8P25DA)的G极,使开关管工作于开关状态。
      在开关管截止瞬间,储能电感L601感应出的自感电动势的方向是左负右正,与+58V电源供电叠加,经升压二极管D601整流、C611、C612、C617滤波后得到约+105V电压(3D状态为+115V。注:四路LED灯串中,每路有33只大功率LED)。该电压分为两路:一路送到LED灯串插座P602的⑦~⑩脚(分别接至背光板四路LED灯串的首端),另一路送到由R625~R628等构成的分压电路,获得输出过压取样电压,并送到MP3391的输出过压保护检测端22脚及过压保护控制管Q680(2N7002K)的漏极。背光板上LED灯串的末端通过插座P602的②~⑤脚与MP3391的13~20脚相连。在P601②脚输出的亮度开关脉冲的控制下,MP3391内部背光亮度控制管导通,即灯串供给电压经LED灯串及MP3391内部的功率MOs管到地形成电流,四路LED灯串被点亮。
2、亮度控制电路
      当电视观看者将电视亮度开大时,从主板送到P601的②脚的亮度控制信号电压升高→MP3391亮度控制端⑥脚电压升高→MP3391⑥脚输入的亮度调节开关脉冲的占空比增加。MP3391内部背光亮度控制管在一个周期内的导通时间增加。流过LED灯串的平均电流增加→背光亮度增加。在背光从最暗到最亮的过程中,亮度调节PWM开关脉冲的频率在100Hz-r300Hz之间变化。在进入3D模式时,由插座P601①脚送来的3D_EN控制电压使Q610导通,Q620导通。MP3391的⑧脚对地电阻RSET减小,此时流过LEI)灯串的电流约为560niA(注:在2D模式时,在同一亮度控制电压下流过LED灯串的电流约为540mA,消耗的功率为58.8W,在3D状态下背光电路消耗的功率约为61.8W)。
3、保护电路
(1)输入欠压保护
     当送往LED驱动电路的输入电压高于+44V时→稳压管D603 、D604齐纳击穿”三极管Q603 (S4160T)导通→三极管Q602 (S5160T)基极电压被拉低→Q602导通→约+24V工作电压经R601 /R641为MP3391的工作电源端②脚供电。如果此时MP3391使能端⑤脚送入大于+2V的工作电平,MP3391就会进入工作状态。如果+58V电压低于+43V时→D603 、D604不被击穿→Q603截止→Q602基极电压升高→Q602截止。MP3391因②脚失电而停止工作。
(2)输出过压保护
      在正常工作情况下,控制管Q670呈截止状态,由于MP3391⑤脚已输出+5V基准参考电压VCC,通过R683加至控制管Q680的G极,所以Q680的G极呈高电平,于是Q680呈导通状态,将MP3391过压保护端22脚接地,避免干扰脉冲使其误动作。当因故障(如升压电路的+58V输入电压过高、灯串开路等)使升压电路输出电压V1+过高时,将导致稳压管D681、D682齐纳击穿,Q670导通、Q680截止,MP3391的22脚接地断开,输出过压保护窗口打开。与此同时,通过过压取样电阻R625~R628分压后,加至MP3391的22脚电压也将升高,如果超过+1.24V,就会触发MP3391⑩脚对C608充电(充电电流为50μA),使MP3391⑩脚电压升高。与此同时,MP3391关闭25脚输出的开关脉冲。
(3)输出对地短路保护(LED+对地)
      当输出或LED对地短路时,经过压取样电阻R625-R628分压后,加至MP3391的22脚电压降至+0.08V时,则会启动输出对地短路功能,于是MP3391关闭25脚输出的开关脉冲。只有短路排除,MP339122脚的电压升至+0.1V时,才会恢复正常工作。
(4)输出短路保护(即灯条短路保护)
      若在正常工作时LED灯条短路,将导致MP3391的12脚电压超过设定值,MP3391关闭25脚输出的开关脉冲。同时,MP3391⑩脚开始对C608充电,在MP3391⑩脚电压上升到+1.24V之前,25脚还是以一定频率输出开关脉冲,使Q601处于间歇导通状态,用以试探短路故障是否已排除。如果短路现象消除,MP3391恢复正常工作。当MP3391⑩脚电压上升到+1.24V时,如果短路故障仍然存在,则MP3391立即关闭25脚输出的开关脉冲,并锁定。要解除锁定,必须关机后重新上电开机才行。
(5)升压开关管过流保护
      当升压开关管输出过流(比如灯串亮度失控)时,送入MP3391升压开关管过流检测输入端24脚的电压将升高,当高于0.002V时,过流保护功能启动,MP3391关闭25脚输出的开关脉冲,开关管Q601停止工作。