MP3389电路讲解

1、吴善龙第 16 页2021-11-10 流行LED背光电路的原理与维修背光电路采用MP3389，电路极为简化，所用无器件很少，故障率极低。在目前的LED液晶电视机中很流行。MP3389工作原理介绍共有12个引脚输出，分别驱动12路LED灯，每路最大驱动电流是60毫安。为能自动稳定LED灯的电流达到恒定，设计有一个升压器为LED灯条供电，升压器的频率固定，频率可编程通过IC外接一个电阻。需要外接一个功率MOS管完成升压变换。输入电源电压5-28V，通过IC外接一个电阻，设定每路LED的驱动电流。IC内有12个电流源，以平衡12路LED电流均等，每路间不平衡度不超过2.5%，每路最大输出驱动电流6

2、0MA。每路LED灯调节电路压降仅0.55V，以降低功率损耗提高电源效率。该IC的调光方式分为PWM脉宽调光和直流电压调光DC。在IC外接一个电容，用于设定调光频率。IC有LED开路和短路保护。过压保护可编程，欠压保护锁定。上图：芯片的11-22脚共12路驱动输出，分别外接1路LED灯条。2脚：供电脚，5V-28V。实测：13V。当2脚的供电低于5.5V时，芯片内部的欠压保护电路启动，芯片进入休眠状态。3脚：芯片内部有5V稳压电路，该脚的5V的VCC电压，为芯片内部的电路供电。实测：4.93V，当芯片检测到故障时，该脚电压下降到0V。只有2脚的供电大于5.5V，就能保障3脚的5V稳压输出。4脚

3、：环路频率补偿。实测：1.46V5脚：使能控制端。 实测：3.15V6脚：亮度控制输入端，可以是PWM调宽脉冲，也可能是直流电压0.2-1.2V. 实测：2.9V.8脚：升压电路开关频率设置端，该频率设置恰当，可以减小电路板的尺寸、提高升压电路的效率，实际该频率选在200K左右。该脚电压被控制在1.23V.实测：1.24V。9脚：LED灯串电流设置脚，1.22V. 实测：1.23V.10脚：LED亮度调制频率设置脚。当6脚输入的调光信号是直流电压时，该脚到地接一个定时电容器。当6脚输入的调光信号是PWM波时，该脚到地接一个100K电阻。实测0.7V11-22脚：12路LED灯串驱动输出端。外接

4、LED灯串的负极，芯片内部是MOS管漏极开路输出端.实测：11-13脚到地电压1V，14-16到地电压：0.85V。17-19到地电压：0.62V。 20-22脚到地电压：1V。23脚:过压保护取样输入端。外接升压电路输出端的取样分压电阻。该脚电压升高到1.23V时，触发芯片内部的保护电路启动。实测到地电压：0.9V。24脚：LED灯串电流检测输入端。在贮能电感上串联一个电流检测电阻，以检测电感电流的峰值不超过额定值。实测：0.08V。 26脚:输出驱动脉冲到升压开关管的G极，驱动升压电路N-MOS开关管。实测1.88V27脚：输出P-MOS管驱动脉冲，当芯片正常工作时，该脚驱动外部的P-MO

5、S管导通为升压电路、LED灯条供电。发生故障时，切断外接的P-MOS管，切断升压电路和LED灯条的供电。实测：7.43V.上图中来自电源板的背光供电加到芯片的2脚，在内部经稳压后，在3脚得到稳压后的5V电压。该电压供芯片内部电路供电。芯片开始工作后，在内部时钟的作用下，从26脚输出高电平，加到升压开关管的G极，升压开关管导通。芯片8脚内部是一个锯齿波发生器，产生的锯齿波电压向上进入一个加法器，升压开关管电流在MOSFET管S极产生的电流检测电压加到到芯片的24脚，经电流检测放大器放后向左也加到加法器的输入端，两者电压相加后，其电压和，向上加脉宽调制PWM比较器的正输入端，芯片的11脚到22脚，

6、外接12路LED灯条的负极，12路LED灯条的电流从11-22脚流入芯片，在芯片内部的LED灯条电流控制电路中，转化成反应12路LED灯条电流的电压，向上加到反馈控制电路，该控制电路选择出最小的LED灯条电流反馈电压MIN和最大的LED灯条电流反馈电压MAX，其中的最小反馈电压MIN从左下角输出加到误差放大器EA的负相输入端，EA的正相输入端接固定电压0.6V，作为放大器的基准电压，误差放大器EA的输出，加到脉宽调制PWM的负输入端。当升压开关管的电流增大到上限时，芯片24脚的电压较高-电流检测放大器的输出电压升高-加法器的输出电压升压-PWM正输入端升高-控制逻辑的输入电压升高-芯片26脚输

7、出跳到低电平-关断升压开关管。MP3389工作在一个预先设定的恒定频率上，芯片供电后，首先检测外部电路是否连接正常 ，然后从27脚（有的机型27脚功能未用，空置）驱动外接的P-MOS管慢慢导通，然后芯片监视是否过压、升压二极管是否连接正常、升压输出是否短路到地。如果OVP端低于70MV，芯片将不工作。并且关断外部的P-MOS管。如果监视电路正常 ，则软启动升压电路。在调光信号和供电正常之后再启动升压电路。从上面的分析可看出：当PWM比较器的正输入端电压升高时，关断升压管。当负输入端的电压升高时，接通升压开关管。正输入端的电压来自于升压开关管的S极电流反馈，这就能够防止开关管过流而烧坏。负输入端

8、的电压正比于12路LED灯条电流最小的哪一路反馈电压MIN。当MIN电压低于0.6V时，EA放大器的输出将升高，这使PWM比较器的负输入端升高，通过控制逻辑电压的处理，将使26脚更早的输出高电平，从而使升压开关管导通时间变宽，升压电路的输出电压升高，从而使供给12路LED灯条的电压升高，把LED灯条的电流增大到额定值。这就形成了对LED灯条的恒流驱动。之所以选用12路LED灯条中电流最小的哪一路作为升压电路的控制电压，是为了让12路LED灯条都能得到足够高的供电。上面提到EA放大器的基准电压是0.6V，为此，芯片构成的LED灯条稳流环路，将把11-22脚其中最低的脚电压控制在0.6V，经笔者实

9、测也是如此。11-22脚中电压最低的脚没有低于0.6V的，而是稳定在0.6V，其余的脚全在0.6V以上，1V以下。这说明LED发光管的导通电流有分散性。当LED灯条中串联的LED灯珠数量少时，芯片的负载变轻，芯片内部环路就会自动把26脚输出的驱动脉冲宽度变窄，降低升压电路的输出电压-降低LED灯串的供电电压，以自动保持LED灯串的电流在最佳数值上，不会因为LED灯条串联灯珠数量的减少出现电流变大的现象。当串联灯珠的数量减少到很少时，升压电路进入脉冲间歇工作模式，升压电路几乎不再升压，此时升压电路的输入电压与输出电压接近相等。背光高度调节：芯片的6脚输入背光亮度调节电压，10脚到地接一个振荡定时

10、电容。改变该电容的容量，把调光调制频率设置在大约200HZ，10脚内部的振荡器是一个锯齿波振荡器，输出的锯齿波电压输入到调光比较器的负输入端，6脚输入的调光电压加到正输入端，调光比较器输出的是脉宽受调制的方波，加到LED电流控制器。当6脚输入的直流电压升高时，调光比较器输出的方波变宽，11-12脚外接的LED灯条发光时间变宽，人眼看到的背光变亮。反之，变暗。LED灯条开路保护：是通过芯片的过压保护功能来实现的。升压电路的输出通过分压取样电路反馈到芯片的23脚，如果第11脚外接的灯条开路，11脚的电压必将降到0V，芯片内部这一路LED灯条电流反馈电压降到最低，这会使芯片26脚输出的脉冲增宽，升压

11、电路输出升高，直到芯片的过压检测输入端23脚达到过压门限，此时，芯片逻辑电路再看11-22脚中哪几个脚电压低于0.18V，凡是低于0.18V的引脚，其外接的LED灯条肯定已开路。这一步称之为划分开路脚。芯片其余各脚的LED灯串电流反馈电压中，选择出最高的引脚电压用来控制升压电路的工作。如果全部的LED灯条都开路了，芯片将让升压电路关闭。LED灯条短路保护：芯片监视11-22脚的电压，以判断灯条内部的灯珠是否有短路发生。如果一个或更多的LED灯条有短路发生，芯片相对应的引脚电压将会升高，只要不高于5.5V，芯片内中的逻辑电路都会容忍引脚电压的升高继续工作，如果灯条内部短路导致芯片相对应的引脚电压

12、高于5.5V，芯片视为该引脚外接的灯条发生了严重短路，当短路持续存在大于512个时钟周期时，这个灯条被划分为坏灯条，并且断开这个灯条到地的通路，让这个灯条停止工作。如果全部灯条的都发生了短路，芯片将停止工作关闭升压电路。升压电路的频率是200K，LED背光驱动电路，是一个稳流电路。可以稳定LED灯串的电流在LED灯珠的额定电流上。该电流的大小不随背光的亮度而变化，即调节背光亮度时，LED灯串的电流是稳定不变的，只是调节LED灯串的发光与关断的时间占空比来达到调节背光的亮度。上图中：MP3389从11-22脚共有12路驱动，驱动4个LED灯条，芯片MP3389的12路驱动每3路并接成一路，12个

13、引脚分成4组，每组分别驱动一个LED灯条。上图中来自电源板的背光供电通过升压电感L1、升压二极管D1，加在R10A、R10B分压电路上，分得的电压加到芯片的过压保护输入端23脚，在通电后，芯片首先检测23脚的电压，如果该电压低于70毫伏，芯片将进入保护关机状态。只有高于70毫伏，芯片才会进入工作状态。芯片内部的软启动电路工作，升压电路开始随之工作，为LED灯条供电。只有当来自电源板的背光电路供电和来自主板的调光电压加到背光板后，背光开启BL-ON电压才能加到芯片上，否则会引起背光电路的工作混乱。上图中，ON/OFF是来自主板的背光开启控制电压，加到芯片的使能端5脚，背光开时为3V。DIM是来自

14、主板的背光亮度调节电压，加到芯片的6脚，背光正常发光时是2.9V。8脚到地外接的R、C，用于设定26脚输出的驱动脉冲频率，控制升压开关管的导通与截止。9脚到地的电阻，用于设定LED背光灯串的工作电流。10脚到地是三角波电压，用于调节LED灯串发光的时间宽度的占空比，从而达到调节LED光的亮度。MP3389共有12个输出脚：11-22脚，用于驱动外接的LED发光灯串。上图中共用3个LED灯串，输入的14.5V电源电压加到芯片2脚为芯片供电，芯片工作后从从26脚输出驱动脉冲加到升压开关管Q801的G极，Q801、L801、D801组成升压电路，14.5V电源电压经升压后，由D801负极输出升压后的

15、电压，通过插座供给3个LED灯串的正极供电。3个LED灯串的负极分别经插座与芯片的12个驱动输出脚相连。在芯片的11-22脚内部，有监控电路检测这12个引脚到的反馈电压，当有某一个引起低于0.18V，或高于5.5V时，都会引起内部保护电路的动作。LED背光灯珠短路保护的原理：当第二个LED灯串中有两个LED灯珠短路时，与该灯串相接的芯片驱动输出脚电压将升高到大于5.5V，在芯片内部的监控电路检测到这一升高的电压，当时间宽度超过512个时序脉冲时，该灯串驱动输出端将被关闭。若所有的LED灯串中都有灯珠短路时，芯片将关断升压电路，升压开关管Q801停止工作。LED背光灯串开路保护：当有一路LED灯

16、串开路时，与该灯串相接的芯片驱动输出引脚与升压电源正极之间开路，而造成该脚电压下降，芯片内部稳流环路会增加26脚输出的升压驱动脉冲的宽度，让开关管Q801导通时间加宽，让储能电感储能增加，以提高升压电路的输出电压，以此来试图增大LED灯串的电流。这将使芯片23脚过压检测输入端达到过压门限，此时，芯片再检测与开路灯串相连的驱动输出脚是否低于0.18V，如果是低于0.18V，就关断该驱动输出端，关断这一路灯串的驱动输出。设置升压电路的目的：在LED背光驱动电路中，都有升压电路，设置升压电路的目的并不是为了解决电源板供给背光驱动电路板供电低的问题，而是为了得到恒定的LED灯串电流，使之不随温度、供电

17、变化而偏离LED的最佳工作电流。LED发光亮度随工作电流的大小而变化，电流小发光暗，电流大发光强，但电流太大会烧坏LED管，而且LED发光管有一个最佳工作电流，在最佳电流上，电流不大，但发光比较亮，如果在此基础上增大LED发光管的电流，发光亮度增加很少，而且此时发光管的寿命急剧缩短。因此应当让LED恒定的工作在最佳工作电流上。但因为LED发光管是半导体器件，在供电电压保持恒定的前提下，随环镜温度变化较大，电视机在冷机开机时LED管的温度等于环镜温度，工作半小时后机内温度升高，LED管温升超过20度（手温电视机外壳很热），这会使LED管电流远高于最佳电流，另外，LED管的参数离散性较大，同一型号

18、的LED管，加同样高的供电，电流有大有小差别明显。因此，给LED供电不能采用恒压供电，而要采用恒流供电，为此，在LED驱动电路中，都要有电流取样与反馈，控制LED灯串的电流恒定不变。在背光驱动电路中设计升压电路的目的，就是为了达到利用改变LED灯串供电高低的办法，保持LED灯串的电流恒定不变。我们可以利用改变升压电路脉冲宽度，方便的调节LED灯串供电电压的高低，从而让LED灯串的工作电流稳定在最佳电流上。升压电路输出的供电，加到LED灯串的正极，流过LED灯串内部，从LED灯串的负极流出来，分别从芯片的11-22脚流入芯片内部，该12路灯电流在芯片内部分别经相互独立的12路灯电流取样，得到的电

19、流取样电压与标准值进行比较，然后去控制芯片26脚输出的升压驱动脉冲宽度，当11-22脚内灯串电流检测电路检测到LED灯串的电流变小时，稳流控制环路就加宽26脚输出的升压脉冲宽度，让升压管Q801导通变宽，升压电感中储能增加，当Q801截止时，就可以升压D801输出的LED灯串供电，从而增大LED灯串的电流到最佳值为止。上图中：芯片每3个引脚并接成一组，共分成4组，每组分别驱动一个LED灯条。上图中，MP3389的12个驱动脚，分别驱动12个LED灯条。芯片12个输出脚，分别驱动12路LED灯条。维修实例：东芝42L1353C背光灯板维修故障现象：背光灯板不工作，黑屏电路分析：工作时，来自主板的

20、BL-ON（3.3V）信号加到背光调控芯片MP3389的5脚，若该信号为低电平，可判断主板有问题。同时来自主板的背光亮度调节DIM信号提供3.2V亮度调控电平，加到MP3389的6脚，背光调控芯片MP3389从26脚输出开关脉冲经R812，R811供给升压管Q801（型号是AOD256：场效应管160V 19A）控制极，电源板提供50V背光电压经L801储能、升压管Q801变频升压，脉冲电压经高速整流管D801（MB515 耐压150V）整流，滤波电路由C810，C811（160V 2.2UF），R837（1欧） ，C812组成。电流检测由R814 R815（0.47欧），R816（1欧）组成

21、，由R817反馈到MP3389的24脚。R813作为Q801偏置，为Q801控制极提供稳定的偏置电压。电路检测：经检测电阻R805 R806烧断，调控管Q 801, 电阻R814 R815 R816已损坏，更换电阻后，先别焊上场效应管Q801，先检测IC是否工作正常：通电测量IC 第1脚应当是16V，脉冲调控信号输出26脚应当是4.25V，关机断电，焊上Q801，通电试机正常，故障排除。后记：背光板正常工作后，调控管Q801:G极电压为1.67V ， D801负极输出的升压电压应当由50V升压到80V。如电阻R814 R815 R816 R813损坏后，必须按原阻值更换，特别是R814 R81

22、5 R816。另外，在DIM BLON IC供电正常情况下，不焊Q801管时，测Q801控制极电压应在4.25左右，无电压输出可判断IC损坏。MP3389各脚到地电阻： 脚号： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 黑笔测量 阻值： 11K 31K 100K 12K 15K 0K 55K 29K 45K 1M 1M 1M 1M红笔测量 阻值 3.5K 6.5K 9K 6K 8.5K 0 8.5K 8.5K 8.5K 7K 7K 7K 7K 脚号： 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 黑笔测量 阻值： 1M 1M 1M 1M

23、 1M 1M 1M 1M 5K 1K 0 29K 25K 0红笔测量 阻值 7K 7K 7K 7K 7K 7K 7K 7K 4.5K 1K 0 5.5K 9K 0插座Z113 各脚电压：脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 电压 54V 54V 54V 54V 24V 地 地 地 地 地 地 3.2V 0 0.73VD801正极到地电压：54V D801负极到地电压：85VQ801： D极电压：54V G极电压：1.8V S极电压：0VQ802: C极电压：0.91V B极电压：54V E极电压：54VU802:C极电压：0V B极电压：2V E极电压：22V在当今各种型号LED背光的彩电中，液晶屏模组内的LED背光灯条出故障很高，灯条出故障，会引起背光驱动芯片保护，严重时还会烧坏背光驱动板，此时只是更换或修复背光驱动板，上机后还会再次烧坏，必须拆开屏幕，修复屏幕内部的LED背光灯条。本文以东