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PDP驱动电路一致性分析

电路一致性研究范围的选择:可以经济调整的波形参数不包括在电路一致性中。只能一一调整或者必须改变电路或器件的波形参数才能纳入电路一致性研究。

从上表可以看出,由于电路元件本身的参数以及生产过程中无法调节而影响电路一致性的因素如下:

3.1.斜坡上升电路的一致性分析

R/U拐点(案例:D410由二极管变为0欧姆R/U拐点变圆,小斜波变弯曲,造成误放电)

PDP驱动电路一致性分析

图2. 2.5代RAMP UP电路原理图

在2.5代Y板中,RAMP-UP器件和SUSH器件是共享的。当RAMPUP功率器件开启时,Q410的驱动电压和电流如图2中的线所示。关闭时,电压和电流的流动方向如图中所示。当D410由二极管变为0欧电阻时,关断时电压和电流损失0.7V管压降,导致缓升MOS管关断状态不一致。再加上Q410(MOSFET管)器件参数的细微变化,最终的波形表现是子场复位时斜波拐点变圆,斜线变弯曲。

如图3所示,在第三代Y板设计中,没有采用RAMP-UP器件和SUSH器件的共享方法。该电路不需要D410等二极管。这从根本上避免了这个问题,并在一定程度上减少了单独设备的数量。它还增加了电路的驱动能力,降低了IGBT的故障率。目前的第3代产品从电路原理上已经从根本上改善了R/U拐点(问题)。

图3. 50英寸第三代Ramp UP电路

PDP驱动电路一致性分析

3.2. Ramp-DN电路的一致性分析

3.2.1. Ramp-dn波形斜率变化原理

如图4所示,控制Q409工作在放大区。此时MOS管尚未饱和导通,每次导通时电压只能降低一点。再加上ramp-dn驱动器积分电路,这种变化的趋势进一步减缓。为了控制ramp-dn斜率,在MOS管驱动电路上设置了电位器。通过调节电位器,改变到达MOS管栅极的电压值,从而改变传输特性曲线上的工作点。每次开启时通过的电压和电流都会发生变化,从而实现斜率的调节。

图4. RAMP-DOWN 电路原理图

PDP驱动电路一致性分析

3.2.2. V实现原理

如图4所示,V主要由B点电路实现。 V的具体值受电路中R400/R401/R402/R412分压的影响。以V=28V为例。二极管ZD12是12V稳压管; R400/R401/R402=33K; R412=15K;

B点(理论值)=(V-ZD12)*R412/(R400+R401+R402+R412)=2.105(V)。 D404和Q400之间的电压差就是A点和B点之间的电压差(即Vab=Vge-2V)。当V继续变小,B点小于2V时,Vab变大,大于D404和Q400的导通电压。结果,D404和Q400导通,将驱动电压Vge拉低。 Q409走势转为收盘,阻碍了V继续变小。当V变大时,Vab变小,Vge不被拉低,Q409继续导通,防止V变大。如此反复,Q400也工作在放大区,就像一个滑动变阻器,调节Vge电压的高低变化,达到恒定的V。

但由于电阻的参数精度和MOS传输特性的差异,实际电路中V会存在一定的偏差。

3.2.3 Ramp-dn 不一致类型

根据上述Ramp-dn形成向下斜波和V的机理分析,结合实际测量的波形参数变化,屏放电不良的类型有:

a) R/D拐点变圆(主要影响调试精度,使运行更容易出现偏差)

b) 调整第二个R/D后,第一个R/D的平坦时间(Flat Time,D)变短或变尖(下平台消失了)

c) V大范围变化

以上三个问题其实都是一样的:Q409处于放大区,传输特性曲线(Vgs-Id Curve)与输出特性曲线(Vds-Id Curve)不同。这种差异不仅仅体现在不同供应商之间(案例:东芝3905和BLV16N50的差异)。它也出现在同一供应商的设备中(案例:不同批次之间的东芝3905以及同一批次的不同设备)。这种影响是深远的。例如,使用东芝3905(两个R412:822或153背焊)时会出现R/D拐点的舍入现象;使用BLV16N50 (R412: 153) 时不会出现这种情况。

3.2.4. Ramp-dn不一致的原因(MOS管参数差异)

BLV16N50输出ramp-dn拐点(如图5所示)相比东芝K3905输出ramp-dn拐点(如图6所示)有明显的转折点。异常波形呈圆弧状(C点拐点变圆)。如果不同类型的MOSFET管具有相同的外围器件,则产生的R/D波会有一定的差异。

同时,K3905 MOSFET本身参数的差异也会造成V值的偏差。因此,当我们比较两类MOSFET管的参数时,不难发现,产生Ramp down波形的MOSFET的制作工艺决定了其性能参数具有一定程度的离散性,会存在工作在放大范围内时有一定的偏差,如图7和图8所示。

图7. K3905与BLV16N50输出特性曲线对比

从上表我们可以看出,同样的输入,输出却有很大的不同!

图8. K3905和BLV16N50传输特性曲线对比

3.2.5. Ramp-dn不一致的原因(外围设备参数差异)

事实上,除了MOS管的参数差异外,外围分离电阻、二极管、三极管也存在参数差异。如图8所示。这种差异在业界是允许存在的。

以Y板R400/R401/R402/R412(参考BOM表)选用的电阻型号为例:R-玻璃釉膜电阻RS-06K333JT T-C。从图8可以看出,电阻精度为5%,根据上述示例公式即可求得;

R400/R401/R402=33K*5%;其实际值为31.35K~34.68K之间的任意值

图9. 电阻值精度参数

R412=15K*5%;其实际值为14.25K到15.75K之间的任意值。

取4种极端情况(假设Vgs=4.5V):

R400/R401/R402=31.35K; R412=14.25K,V实际值=35.56V

R400/R401/R402=34.68K; R412=14.25K,V实际=37.71V(最大值)

R400/R401/R402=31.35K; R412=15.75K,V实际值=33.61V(MIN)

R400/R401/R402=34.68K; R412=15.75K,V实际值=35.57V

当Vgs=4.5V时,V为33.61V~37.71V之间的任意值。区间内出现V值的概率分布取决于电阻器制造商批次间或批次内电阻值出现的概率分布。

上述分析假设其他元件参数严格一致的理想情况。其实Q404、Q400、Q409、R405也会有个体差异。这样,V的取值范围就会变大。

同时,V还与Vgs的大小有关。以Vgs=7.5V(上限)为例,以上四种极端情况变为:

R400/R401/R402=31.35K; R412=14.25K,V实际值=58.36V

R400/R401/R402=34.68K; R412=14.25K,V实际=62.59V(最大值)

R400/R401/R402=31.35K; R412=15.75K,V实际值=54.36V(MIN)

R400/R401/R402=34.68K; R412=15.75K,V实际值=58.20V

这样,V的值为54.36V至62.59V之间的任意值。

如果Vgs可以在4.5V到7.5V之间变化,则V值可以出现在33.61V到62.59V之间。当然,这只是纯粹理论上的极端推论,实际情况比这个范围要小得多。

综上所述,MOS管本身参数和外围分离元件参数的差异会导致V值发生较大范围的变化。

3.2.6 缓降电路的不一致分析如下:

一个。 R/D拐点(案例:东芝3905管圆角R/D拐点影响D调试精度,从而导致误放电)

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