LED驱动模块电路分析与维修

目录前言整机框图工作原理分析关键工作波形常见故障分析维修1前言2前言适用范围本技术文档适用于自主32－42寸LED

PANEL系列的LED驱动模块维修。维修注意事项及要求请按下列维修步骤和指定的测试仪器进行维修，否则将不能很好的维修，为了保证维修质量，在维修中必须保证规格书中所指定的偏压值。维修之前请务必戴好静电手套。调试环境1）温度：15

~

35°C2）相对湿度45

~

75%3）气压86

~106kPa维修仪器/设备维修仪器（以下仪器必须经过校准）数字万用表(VICTOR

VC9801）LED

PANEL直流稳压源：调压范围0~33V示波器（Tekeronix

TDS3052B

）吸焊器，螺丝刀，焊丝线，电烙铁等1台1块1台1台1套前言4.主要技术要求及参数：前言5.简述此LED驱动模块采用O2Micro的OZ9986作为驱动电路的控制芯片。模块电路采用恒定电流方式驱动LED负载，因此输出电压会随LED负载的正向电压变化自动做调整。OZ9986采用开关模式调整LED负载上的电流，效率高，性能稳定，OZ9986内置OVP/OCP/功能。模块的电路由升压（BOOST）和均流（BUCK）两部分构成，两部分电路通过驱动控制芯片OZ9986控制。模块有两个相互独立

的驱动电路单元，每个驱动电路单元受一个OZ9986控制，内含独立的升压电路和均流电路。前言6.LED驱动模块开发信息序号机型P/N配屏尺寸输入电压输出电压输出电流串数颗数配屏1L060E12-013400688532”24V46.2V100mA1214自制屏2KLD+L060E12-023400706932”24V46.2V100mA1214自制屏3KLD+L067E12-013400686732”24V46.2V120mA1214自制屏4KLD+L067E12-023400703332”24V46.2V120mA1214自制屏5KLD+L080E12-013400694437”24V59.4V110mA1218自制屏42”24V62.7V110mA1219自制屏6KLD+L061E12-013400716432“24V46.2V110mA1214自制屏72010KLD+L075E12-01-6-93400716537”24V59.4V100mA1218自制屏42”24V62.7V100mA1219自制屏整机框图1.原理方框图整机框图VDDVEE12L7010FB_330008461

4160R702247R/1206R702475R/1206104/0805

105/0805R7018R7019+24VR70211

Q70023

21

23D7002

BAV70C7001

C7018

C7019

47R/1206+470uF/35VR70202k/0805105/0805DIM1234

5678910111213142.1原理图（POWER）XS7001BOARD

POWER+24VF70018A/125VR7010R7016100k100kENR70174160

47R/1206

47R/1206

47R/1206D7001

C70205.6VD7003

13VR70252k/0805ENDIMQ7001

5V

R70233

22.7R/1206C7021106/1210C7006105/0805C7005106/1210C7017106/1210整机框图2.2原理图（LED

DRIVER1）12

3Q7166ME2308SR71824R3,1%/0805R71834R3,1%/0805+24VR7184

4R3,1%/0805+24VR710939k/0805R71854R3,1%/0805+24VR7186

4R3,1%/0805R7101

1k+24VC7120102_DNS+24V+24V1

32

ME2308SQ7163132ME2308S

Q716123R715910kC7181103/0805D7168

R7157

BAV70

1

4.7RR716010k

23BAV70R7x61~R7x66、R7x81~R7x86的搭配：1#、4R12//4R3->2.104欧->120.2mA；2#、4R3//4R99->2.310欧->109.5mA；3#、4R99//5R1->2.522欧->100.3mA。R716710kR7130R7128

R7126D7169

R7158

1

4.7R标记数量等级标记批准标准化工艺审核拟制KONKA分区单号签名日期

标记数量分区单号签名日期LED

DRIVE

1&LED

DRIVE

POWER共5

张第3

张12D7161CH14

CH15C7173

102102R7173

100RIS13R7163

4R99,1%/0805C7110

C7119102

106/1210L7103

100uH/2A1

2R710633k474R71110RDRV11C7151

C7152473

474CH11+C7121C7109474C7142

102COMP16R7142100RCH12COMP15CH13COMP14C7172

102IS16

IS15

IS14

IS13R7172

100RIS12

IS11R7162

4R99,1%/0805COMP13COMP12

COMP13COMP14CH141R0/1206

1R0/1206

NC

ISW131R0/1206

1R0/1206COMP16

COMP15C7143102CH16R7143100RCOMP12DIMENIS12COMP11R71043k/0805OVP1R710339k/0805R714933R132Q7164ME2308SDRV1-3DRV13

DRV12R714733RDRV1-1DRV1-21

G2

DS3Q7102R7129

R7127

EMBA5N10AR714833RDRV1-2GR1B(SMA)1

2L7161

470uH/220mAR7176

100RR7123

R7122

R71211R0/1206

1R0/12016R0/1206NC1R0/1206ISW11DRV1-3ISW12

ISW11G1D23

SQ7103EMBA5N10A2

23

34

45

56

67

71

1XS7101LED

POWER

OUT1

2L7162

470uH/220mA1

2L7163

470uH/220mAVEEVDD1

2L7164

470uH/220mA1

2L7165

470uH/220mA1

RT2

VSEN3

ISW34

ISW25

ISW16

SSTCMP7

GNDA8

DRV39

DRV210

DRV111

GNDP12

VDDP13

COMP614

COMP5LPF

30VSYNC

29SEL

28ADIM

27VDDA

26ISEN6

25ISEN5

24ISEN4

23ISEN3

22ISEN2

21ISEN1

20ENA

19COMP1

18COMP2

1715

COMP4 COMP3

16N7101OZ9986_SSOP30C7174

102R7174

100RR7164

4R99,1%/08051

2L7166

470uH/220mAR7171

100RC7171102R7161

4R99,1%/0805C7102

C7103105/0805

106/1210IS11R710720kC7107C7106

473DRV13ADIM11

G2

DS3Q7101EMBA5N10AR7151

100RR71081k/NCEN1

COMP11R7166C7176

4R99,1%/0805102C7182103/0805C7191

102/100V_DNSC7175

102R7175

100RR7165

4R99,1%/080515432676543217XS7102LED

POWER

OUTC7108103DRV1-1R7152

100R103DRV11R7153

100R+24VL7101

100uH/2A1

2IS15R7105

180kR7154

100RR7112NCL7102

100uH/2A1

2IS16ADIM1OVP1

ISW13R7155

100RR711015kIS14C7183103/0805R7156

100RC7122+22uF/100V

22uF/100V1

2D7162GR1B(SMA)VEER7113

0_DNSISW13设定开关频率为300kHz；PWM调光频率100Hz；灯串工作电流120mA；

OVP

59V，OCP

2A。

ENA>2.2VDIM:0.1V<DIM<3R7102

3.3kC7118R719110R_DNSR7141100R

R7125C7141

R712412D7164GR1B(SMA)1

2D7163GR1B(SMA)12

3Q7165ME2308SC7192

102/100V_DNS12D7165GR1B(SMA)R719210R_DNS12D7102SK3BC(SMC)D71031

2SK3BC(SMC)1

2D7101SK3BC(SMC)12D7166GR1B(SMA)R71321R0/1206R71331R0/1206R71341R0/1206R71351R0/1206R7131NCC7193

102/100V_DNSR719310R_DNSC7184103/0805OUT1CH11

CH12CH13

1

4.7R

23D7167

R7150BAV70OUT1DRV12C7185103/0805CH15C7186103/0805CH16EN1ISW121

32

ME2308SQ7162R7181

4R3,1%/0805整机框图2.3原理图（LED

DRIVER2）C7220102_DNSC7282103/0805C7283103/0805C7284103/0805EN2C7285103/080512D7261GR1B(SMA)12D7262GR1B(SMA)12D7263GR1B(SMA)12D7264GR1B(SMA)12D7265GR1B(SMA)12D7266GR1B(SMA)C7286103/0805R7256

100R132ME2308S

Q7262132ME2308S

Q7261COMP26COMP25R7201

1kCOMP24COMP22COMP23COMP21R7228R7229

R7227R7230R7226CH24

CH25102IS23C7210

C7219102

106/12101

2L7203

100uH/2AR7273

100R1R0/1206

1R0/12016R0/12061R0/1206R720633kC7242

1R0/1206

1R0/1206

NC102 1R0/1206

1R0/1206R7242100RC7206474R72110RISW23CH26R7243ENDIMR7204

3k/0805OVP2R7203

39k/0805C7209474DRV2-2S3Q72021

G2

DEMBA5N10AISW21R7223

R7222

R7221NCDRV2-3G1D2S3Q7203EMBA5N10AISW2311

22

33

44

55

66

77XS7201LED

POWER

OUTIS26

IS25IS24

IS23C7202

C7203105/0805

106/1210IS22R7272

100RS3Q72011

G2

DEMBA5N10AIS22

IS21C7291

102/100V_DNS132ME2308S

Q7263VEECOMP22

COMP23R7251

100R15432676543217XS7202LED

POWER

OUTDRV2-1COMP24C7218103COMP26

COMP25+24V1

2L7201

100uH/2AC7251

C7252473

4741

2L7202

100uH/2AADIM2C7221

C7222+

+22uF/100V

22uF/100V设定开关频率为300kHz；PWM调光频率100Hz；灯串工作电流120mA；OVP

59V，OCP

2A。ENA>2.2VDIM:0.1V<DIM<3R7202

3.3kR729110R_DNSR7241100R

R7225C7241

R7224DRV23

DRV22C7292

102/100V_DNS1 2

CH21L7261

470uH/220mAR729210R_DNSR7276

100RD7202

SK3BC(SMC)1

2D7203

SK3BC(SMC)1

2ISW22

ISW21D72011

2SK3BC(SMC)VEE1

2CH22L7262

470uH/220mAVDD1

2CH23L7263

470uH/220mA1

2CH24L7264

470uH/220mAR7235

R7233100R

R7234

R72321

2CH25L7265

470uH/220mAC7293

102/100V_DNSR7231C7243

1R0/1206

1R0/1206

NC102

1R0/1206

1R0/1206R729310R_DNS1

RT2

VSEN3

ISW34

ISW25

ISW16

SSTCMP7

GNDA8

DRV39

DRV210

DRV111

GNDP12

VDDP13

COMP614

COMP5LPF

30VSYNC

29SEL

28ADIM

27VDDA

26ISEN6

25ISEN5

24ISEN4

23ISEN3

22ISEN2

21ISEN1

20ENA

19COMP1

18COMP2

1715

COMP4

COMP3

16N7201OZ9986_SSOP30C7274

102R7274

100ROUT2IS24CH21

CH22CH2312CH26L7266

470uH/220mAOUT2ISW22R7271

100RIS21R7252

100RC7207473R720720kADIM2EN2

COMP21C7275

102R7275

100RR7208

C72081k/NC

103R7253

100RDRV21IS25R7205

180kR7254

100ROVP2

ISW23IS26R721015kR7213

0_DNS+24VR7255

100R132ME2308S

Q7264+24V+24V+24V132ME2308S

Q7265R7261

C7271

4R99,1%/0805

102R7281

4R3,1%/0805+24V+24VR725910kR7262C7272

4R99,1%/0805102R726010kR7282

4R3,1%/0805R726710k132ME2308S

Q7266R72504.7R23D7268

BAV70

1R72574.7RR7263C7273

4R99,1%/080510223R7283

4R3,1%/0805D7269

R7258

BAV70

1

4.7RDRV21R724933RDRV2-3R724733RDRV2-1R724833RDRV23DRV2-223D7267

BAV70

1DRV22R7264

4R99,1%/0805R72844R3,1%/0805R7209

39k/0805R7265

4R99,1%/0805R72854R3,1%/0805R7212

NCR7266

R7286C7276

4R99,1%/0805102

4R3,1%/0805C7281103/0805整机框图3.PCB工作原理分析1.模块电路由升压（BOOST）和均流（BUCK）两部分构成BOOST电路BOOST电路由储能电感L1、续流二极管D1、开关Q1、输出电容C1组成。电路开始工作时，负载R上的电压约等于电源V的电压。随后Q1导通，电路可以等效成下图。储能电感L1上的电流逐渐增大，开始储能。Q112L1

D1+C1RV10Vdc

012L1D1+C1RV10Vdc

0工作原理分析1.3、随后Q1截止，电路可以等效成下图。由于电感上的电流不能突变，储能电感L1通过续流二极管D1给输出电容C1充电，D1阴极的电压上升到大于V1上的电压。正常工作时，电路重复步骤3和4，BOOST电路就完成了升压的工作过程。L1

D11

2

+C1RV10Vdc

01.4、Q1再次导通，储能电感重新储能。由于二极管不能反向导通，电路可以等效成下图。这时负载上的电压高于V1上的电压。L11

2

+C1RV10Vdc

00工作原理分析BUCK电路Q112

L1D1RV10Vdc

0BUCK电路由储能电感L1、续流二极管D1和开关Q1组成。1.1

电路开始工作时，开关导通，V1通过储能电感L1给负载R供电。由于电感上的电流不能突变，L1上将产生一个反向的感应电压，达到降低负载R上电压的目的。L11

2

RV10Vdc

0工作原理分析2.2

随后Q1截止，电路可以等效成下图。由于电感上的电流不能突变，储能电感L1通过续流二极管D1继续给负载R供电。正常工作时，电路重复步骤1和2，BUCK电路就完成了降压的工作过程。由于LED灯是电阻性的负载，通过控制LED灯两端的电压就可以达到控制LED灯上电流的目的。在LED驱动模块中，使用BUCK电路的变形来给LED灯做均流控制，电路如下：12

L1D1RV10Vdc

0Q112

L1D11LED1122LEDn0R1工作原理分析控制芯片（OZ9986）功能介绍内部框图工作原理分析3.2芯片引脚功能介绍1：RT2:

VSEN定时电阻设置工作频率过电压和过驱动保护阈值3/4/5:

ISW1/2/3功率MOSFET电流检测6:

SSTCMP软启动器和升压补偿7:

GNDA

模拟地8/9/10:DRV3/2/1

功率MOSFET的驱动器输出11:

GNDP12:

VDDP电源地功率集成电路电源输入13/14/15/16/17/18:COMP6/5/4/3/2/1每串LED电流平衡控制19:ENA

集成电路启用20/21/22/23/24//25:ISEN1－6

每串LED电流检测26：VDDA

信号电源的IC电源输入27：DIM28：SEL背光的输入信号直流电压来设置同步的PWM调光频率29：VSYNC

同步信号或PWM调光频率电阻设置锁相环补偿工作原理分析3.3芯片关键参数要求工作原理分析4.4芯片工作原理1.启动特性OZ9986启用时，ENA上的电压大于大约2.2V的，当电压小于大约1.0V的IC失去工作能力。具有欠压锁定保护功能，提供和将禁用集成电路功能。当电压VDDA/VDDP下降到大约为3.0V时，IC输出被禁用。该IC如要恢复正常运作，在VDDA/VDDP增加电压必须超过大约4.0V的值。参考图，建议启动“ON”的顺序是VIN，VDDA/VDDP，DIM，ENA.关断“OFF”的顺序是ENA

，DIM，VIN,VDDA/VDDP.工作原理分析2.软启动一旦IC被启用，该DC/DC转换器也开始启动。为了避免浪涌电流延续到负载时开启，这个软启动功能提供可靠的负载运作。软启动时间取决于电容器C7106的连接SSTCMP。电容器C7106的容值可根据实际定义，以满足设计师的要求。例如，电容值（C7106的的470nF）将提供一个软启动时间约200ms的启动过程。3.振荡器频率设置该IC是一个固定的频率下运作模式，为升压转换器和开关模式平衡控制电路工作频率。平衡控制电路开关模式工作频率设置是通过外部电阻器R7105连接到RT。工作频率可近似以下计算公式：R710633kC7107C7106

473474工作原理分析一旦平衡控制电路开关模式工作频率被设定时，升压转换器频率将跟随，而且可以近似由下面的公式：N:升压转换器组数该IC对升压转换器驱动信号提供了一个相移功能。例如，如果3

DRV信号的使用，他们有一个120度之间的相移。如果2

DRV信号的使用，DRV1和DRV2有一个180度之间相移，而DRV3被禁用。如要禁用DRV3，ISW3连接到VDDA。相移功能可优化电源效率，减少了输入/输出电流纹波。4.LED电流设置和校准一旦工作频率设定，下一步是确定的LED电流。LED电流是由精密电阻与每一组ISEN连接并接地，LED电流可以近似的公式如下：工作原理分析(

OUT

C

in

uF

):C7121/C7122如图LED电流平衡电路采用了开关模式稳压器，一个电感组成，肖特基二极管和一个N沟道MOS晶体管分别连接COMP引脚。通过COMP脚调整每路占空比控制每串LED电流。根据提供参考的LED电流，在ISEN1–6上设置每串LED电流。DC/DC转换器调节LED电流可根据以上设置。在正常运作时，通过检测ISEN1-6串最低电流，控制升压转换器。电阻R7106（Rcmp）和电容C7106（Ccmp）连接到SSTCMP是用于控制回路补偿。下面方程可以用来作为参考选择电阻和电容值：+24V32Q71611

ME2308SC7181103/080512D7161CH11COMP11GR1B(SMA)1

2L7161

470uH/220mAC7171102R71614R99,1%/0805R7171

100RIS11R7151

100RR71814R3,1%/0805工作原理分析升压模式（BOOST）操作当系统的输入电压低于所需的电压驱动所有的LED，IC的是在升压模式工作。该系统驱动电压输出以满足最大的LED串电压（正向电压）。其它LED串由各自的平衡控制电路调整。降压模式（BUCK）操作当输入电压超过所有的驱动电压，LED串的升压转换器停止运作,降压开关模式平衡电路执行的LED电流控制,每串LED由各自的平衡控制。工作原理分析Rvsync建议值是在范围约20kohm〜200kohm。R71110RC7109474IS16IS15IS14IS13IS12COMP11COMP12COMP137.背光亮度控制PWM调光控制是通过直流电压控制DIM引脚。直流电压范围约为3.0V至0.1V的控制面板的亮度从100％至0％。在PWM调光频率可以是自由运行或由外部输入同步信号，与VSYNC引脚连接。7a.独立的背光亮度调节频率在自由运行调光频率是由电阻R7110与VSYNC和地面之间的连接。先使同步功能失去能力，在使用自由运行调光频率时，必须LPF

连接VDDA.。典型的自由调光频率可以近似公式如下：VEE12345678910111213RT

VSENISW3ISW2ISW1SSTCMPGNDADRV3DRV2DRV1GNDPVDDPCOMP6COMP5COMP4141530292827262524232221201918LPFVSYNCSELADIMVDDAISEN6ISEN5ISEN4ISEN3ISEN2ISEN1ENACOMP1COMP2COMP31716N7101OZ9986_SSOP30R710720kADIM1R71081k/NCIS11EN1C7108103R711015k工作原理分析7b.移相功能IC提供的PWM相移功能调光操作。当所有的6串LED都连接，每串相移60度。下图说明了“开/关”的PWM调光波形6阶段的应用。对于5相调光，ISEN6被拉至VDDA并从控制回路排除在外。该LED控制回路只包括ISEN1~5

和COMP1~5。对于4相调光，ISEN6和ISEN5是拉至VDDA和控制排除在外。

LED电流控制包括ISEN1〜4和COMP1〜4。对于3相调光，ISEN2，ISEN4和ISEN6是拉至VDDA和排除控制回路。

LED的控制回路包括ISEN1/3/5和COMP1/3/5。工作原理分析8.保护功能8A过流保护功能（OCP）OZ9986提供过流保护是为了保护升压转换器的MOSFET和LED串。ISW1〜3个引脚的功率MOSFET提供过电流保护（OCP）。在功率MOSFET的“ON”期间，当任何引脚（ISW1〜3）的电压超过大约0.5V时，相应的（DRV1〜3）会变成“OFF”，将无法打开“ON”OZ9986还通过ISEN引脚检测对LED电流平衡电路起到过流保护作用。当任何ISEN脚（电压ISEN1〜6）超过大约0.5V，相应的COMP引脚（COMP1〜6）的将关闭，并会恢复到正常运作的最低“ON”的时间占空比。R7124R7125R7123

R7122

R71211R0/1206

1R0/12016R0/1206

NC1R0/1206ISW11G1D23，直至下一个驱动器周期开始。Q7101SEMBA5N10AR7141100RC7141102R71824R3,1%/0805C7172102R7172

100RR71624R99,1%/0805COMP12IS12R7152

100R132Q7162ME2308S工作原理分析8B.过压保护（OVP）在启动过程中，如果所有的LED串是开路的，当在VSEN电压达到值约2.54V，所有的MOSFET的驱动器（DRV1〜3）会变成“关”。要恢复正常工作，切换ENA。如果至少有一个LED串在正常运作，控制器将自动忽略开路功能，当