概述:BIT3101采用16个引脚的贴片和直插封装形式,在电源电压4.5V~13.2V之间都能正常工作,与N沟道的场效应功率管配合,具有极低的工作电流和很高的工作效率。该IC有两路独立的PWM调制器和灯管开路保护电路。


一、BIT3101引脚功能

引脚 符号 功能
1 RT 外接定时电阻
2 OLP1 电压检测输入,如果该脚电压小于0.325V,将关闭OUT1输出
3 ADJ1 误差放大器1的参考电压调整脚
4 VIN1 误差放大器l反相输入
5 COMP1 误差放大器1输出
6 ON/OFF 开启/关断控制
7 GND
8 OUT1 PWM1输出
9 OUT2 PWM2输出
10 VDD 供电电压
(1)脚外接定时电阻,用以确定内部斜波发生器的工作频率。当外接电阻为100kΩ时,频率为140kHz。
(2)脚为灯管开路保护检测端子1,这是一个电压输入引脚,如果在设定时间内电压低于:325mV,则视为灯管开路,系统启动保护程序,关闭激励输出和PWM比较器,并锁存这一结果,直到重新进行ON/OFF操作才解除保护(BIT3101芯片的特色在于具有两路完全独立的OLP电路,如果检测到一路灯管开路。则只单独关闭该故障通道。不会影响另一路工作。此点在维修判断故障时与一路OLP电路的芯片是有很大区别的)。
(3)脚为基准电压调整1,这是PWM-1控制器的输入端,可以对基准电压进行调整,也是误差放大器1的输入端。如果这个引脚通过一只O.47μF的电容接地,则误差放大器以1.5V作为基准电压,从vIN脚进行亮度调节;如果REFADJ脚引入一个0V~5V的直流电压,那么它本身就具有亮度调节功能,可以在0.75V~3.25V间进行亮度调节。电压越高。亮度越大。
(4)脚为PWM-1控制器的输入端,CCFL的工作电流通过此脚进行反馈。
(5)脚为误差放大器1输出端。把误差信号送入PWM-1比较器的输入端。
(6)脚为开启和关闭控制,在关闭状态下,芯片只消耗微弱的泄漏电流。当该脚电压大于2.5V时,芯片处于唤醒状态。
(7)脚接地。
(8)脚为PWM-1激励输出端。逻辑高电平,用来激励N沟道的场效应管。
(9)脚为PWM-2激励输出端,逻辑高电平,用来激励N沟道的场效应管。
(10)脚为电源供电端。
(11)脚为软启动设置端。
(12)脚为误差放大器2输出端,把误差信号送入PWM-2比较器的输入端。
(13)脚为PWM-2控制器的输入端,CCFL的工作电流通过此脚进行反馈。
(14)脚为基准电压调整2,这是PWM一2控制器的输入端,可以对基准电压进行调整。也是误差放大器2的输入端。
(15)脚为灯管开路保护检测端子2,这是一个电压输入引脚,如果在设定时间内电压低于325mV。则视为灯管开路,系统启动保护程序,关闭激励输出和PWM比较器,并锁存这一结果,直到重新进行ON/OFF操作才解除保护。
(16)脚为该脚外接的电阻和电容,设定灯点燃所需时间和软启动斜率。此脚电压大于2.5V时,执行灯管开路保护功能。


二、BIT3101内部方框图


三、BIT3101应用电路

下图是采用BIT3101A芯片的一款独立2个CCFL高压板电路图。

这个高压板通过CN1与驱动板连接,其中VDD接12V电源。12V电源通过C1滤波后,经过F1分成两路:一路经R1限流、C2滤波后给主芯片BIT3101A的(10)脚供电;另一路进入Royer电路的变压器绕组,为功率输出级供电。F1熔断,往往为功率输出级元件损坏。如果没有贴片封装的保险,可以采用1206封装的0Ω贴片电阻代用。 
BIT3101A得电后,即刻处于待机状态,PWM电路是否启动取决于(6)脚电平。当(6)脚电压大于2.5V时,PwM电路开始工作,从(8)脚和(9)脚输出激励信号,使Q2、Q1处于开关状态。从图中可以看出,BIT3101A芯片BIT3101张鉴华上下基本对称,后级2个CCFL的Royer电路也完全一样,因为变压器耦合自激振荡电路振荡波形为标准的正弦波,恰好适合CCFL的供电要求,因此可以简化末级电路的设计。下面以上半部分为例,讲一讲电路工作原理。
Q1是Royer电路的供电管,其导通时间受PWM的脉冲宽度控制。导通时间长,则灯管两端的电压就高;导通时间短,灯管两端的电压就低。Rover电路由续流二极管D5、阻尼电感L1、谐振电容C12、谐振变压器T2及Q5、Q6等组成,这是一个典型的变压器耦合自激振荡器。当开关管Q1导通时,Royer电路得电,由于Q5、Q6的性能不可能完全一样,所以得电瞬间两只管子基极电流也不可能平衡,必将有一只优先导通,变压器产生感生电流,通过反馈绕组的作用,最终使Q5、Q6轮番导通截止,振荡形成。谐振电容C12的存在。使电路按照设定的频率进行简谐振荡,在变压器次级产生点亮CCFL的高压。电路靠变压器原、副边绕组同名端的正确连接来满足自激振荡的相位条件,即满足正反馈条件。而振幅条件的满足,首先是靠合理选择电路参数,使放大器建立合适的静态工作点;其次是改变反馈绕组的匝数,或它与初级绕组之间的耦合程度,以得到足够强的反馈量。稳幅作用是利用晶体管的非线性来实现的。T2副边绕组感生的高压通过C13及接插件CN2给CCFL供电。C13的大小由CCFL的启动电压和工作电压决定。
D2、D3为正负半周提供电流通路,R9、R10为电流取样电阻,其产生的压降通过R5加到BIT3101A的(13)脚VIN2端,芯片根据这个引脚的电压及时调整PWM脉冲带宽,达到稳定和调节CCFL亮度的目的。由于BIT3101A(14)脚是通过一只电容接地的,因此这个电路外部亮度调节功能也由(13)脚兼任。
CN1的(2)脚输入的亮度控制电压通过R2、R3加到BIT3101A(13)脚,实现亮度控制。


四、BIT3101常见故障分析

(1)CCFL不能点亮
这种情况要先从电源入手,检查12V电压是否正常、保险丝F1是否熔断。如果F1熔断,则Q1~Q6是检查的重点,很有可能击穿。注意:若Q3~Q5损坏,采用D965A来代换D965,会使其更安全可靠。如果12V供电正常,则要查Rover电路是否得到了正常供电。从两方面区分,一个是BIT3101A是否有PWM脉冲输出;另一个是Q1和Q2是否存在开焊、损毁等情况。同时也不要忽略了对ON/OFF端电平的检查,只有此脚为高电平时才能有PWM脉冲输出。判断是否有PWM脉冲输出,最简单的方法是测量BIT3101A(8)、(9)脚的电压,如果电压低于3V甚至为0V,则没有PWM脉冲输出。在供电正常的情况下,要对C5、C6、C7、R1、C2等元件进行检查。同时因为工作环境温度比较高,也不要忽略对电解电容C1的检查(鼓泡漏液现象很常见),更换时必须采用主板级维修电容,适用于高温电子产品的耐温值105℃、ESR值小的品种,否则更换不久必定再次损坏。在检查外围元件没有明显异常时,直接代换BIT3101A无疑是最快速判断故障部位的方法。
(2)CCFL瞬间点亮后熄灭
这种故障是由保护电路动作引起,先要排除灯管本身故障。可以通过外接正常的灯管来判断,如果能稳定点亮,说明必须更换灯管了。如果故障依旧,就要依次检查是哪些元件引起保护电路动作。有读者会问,不是说两个通道独立控制的吗?最低也该有一个通道能够正常呀!实际上在设计时工程师一般都会把两个通道的保护电路结合到一起,有一路出问题,另一路也同时不能点亮,因此会出现闪亮一下就熄灭的现象。此时需检测:BIT3101A的(2)、(15)脚电压是否正常;Q1~Q6是否有个别损坏;C12、C14、C13、C15是否性能不良或开焊;D1~D4、R7~R12有无变值损坏;C1、C2是否性能不良或损坏;12V电源是否性能不良。
以上检测无结果,就查元件有无虚焊、铜箔有无断路现象。在单纯保护电路动作时,表笔接触(16)脚会使系统再次启动,灯管点亮,有利于观察到底是哪路出现故障。


五、BIT3101实测数据

表中数据均使用MF-47型万用表测量,对地电阻采用红表笔接地,Rx1k挡。正常电压为正常点亮CCFL测得,保护电压为移除灯管测得。