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夏普背光驱动芯片MP4653的电路祥解

大屏幕LED背光流行驱动芯片MP4653的电路祥解

作者：吴善龙

背光电路：该机的背光电路芯片是MP4653，MP4653共输出两路驱动：一路驱动主开关电源串联型LLC电路，串联型LLC电路把输入的来自PFC电路的390V供电，经过DC--DC变换，为LED背光灯串供电和为整机提供主电源电压（称为直流母线电压Vbus)，MP4653电路有以下特点：

该MP4653具有2个控制环路：一个恒流控制环路CC /恒压控制环路CV模式，它属于串联型LLC开关电源。专门为LED 电视作驱动背光源，它是一个开关电源含有两套控制环路，相当于一个开关电源担负着两套开关电源的任务：输出一路恒定电压电源Vbus为全机各个电路板供电，同时输出一路恒定电流电源为背光LED灯串供电。在以前的电路设计中，这两个不同类型的电源，都是用两套独立的开关电源来分别实现。无法把一个恒定电压的开关电源与一个恒定电流的电源由一个开关电源来同时担当。而MP4653就很奇妙的由一个开关电源同时完成两个开关电源：恒压电源和恒流电源的任务。

MP4653特别是对于大尺寸电视LED背光更有利。供电范围从9V至30V，MP4653输出两路180度相移的驱动信号，驱动外接的功率输出级。通过外部栅极驱动变压器，增强9V门驱动器提供足够的驱动能力和可直接驱动外部MOSFET功率MOS管。该MP4653集成的恒定电流控制环路对LED背光电流调节，一个恒定电压控制回路调节直流母线电压为整机供电：主板、T-CON板、液晶屏，直流母线电压Vbus被用来生成整机系统电源13.5V 12V / 5V和为其它DC / DC

转换器供电。在恒流控制环路CC / 恒压控制环路CV控制LLC开关电源输出级的工作频率从而调节背光LED的电流和

输出母线电压Vbus为整机供电。该MP4653采用模拟调光和PWM调光电路控制背光LED电流。一路驱动信号PWMOUT 输出，去直接驱动调光MOSFET（功率MOS开关管) ，有助于实现快速和高对比度的PWM调光。PWM调光信号也被用于恒定电流控制环路CC / 恒定电压控制环路CV模式控制。本芯片输出的PWM调光方波高电平时，电流控制环路工作，此时背光灯串LED的电流被调节在标准值上。在芯片输出的PWM调光方波低电平时，恒压控制环路CV模式工作，把输出为整机供电的主电源电压被调节在标准值上。芯片输出的PWM栅极驱动方波，是高电平时让主开关电源LLC变压器次级输出的电能为背光LED灯串提供恒定的电流，PWM栅极驱动方波是低电平时让主开关电源LLC变压器产次级为整机各电路板提供主电源电压，通过主开关电源LLC功率级在PWM方波在高电平区间和PWM方波低电平区间连续转换。这样可以帮助我们消除在PWM调光系统的燥音。该MP4653拥有足够的智能保护，从而提高系统的可靠性。当背光LED灯串驱动电路和主开关电源输出的为整机供电的直流电源电压发生故障时，它可以提供很好的保护。对于为整机供电的主电源电路保护功能包括过电压保护和过电流保护（短路保护）。用于背光LED驱动电路的保护包括：LED开路保护，LED 短路保护，LED的过电流保护，LED灯串内任一点的到地短路保护。热保护集成在MP4653内部。该MP4653是SOIC20封装

MP4653典型应用电路图：

上图中，MP4653是背光控制芯片兼作电视机主开关电源。Q1 Q2是主开关电源的两个MOS开关管。T1是Q1 Q2的推动变压器，T2是开关电源的输出变压器。T2的初级电感与Cr电容，构成LLC串联谐振开关电源。T2上部的次级接两个二极管组成全波整流，得到直流输出电压Vbus，该电压为16V，为整机各电路板、液晶屏供电。T2下部的次级，接4个D组成的桥式整流，经C0滤波，得到的直流电压，为背光LED灯串供电。该电压约为200V. 电网220V的交流电，经桥式整流、PFC电路，输出400V的直流电压，为主开关电源Q1 Q2供电。付电源电路输出的12V电源电压，加到MP4653的供电脚15，该电压在启动阶段为12V，在正常工作后升高到15V，从15脚输入的电源电压，在IC内部稳压后，得到9V供电，一方面为芯片内部电路供电，也可以从17脚输出VCC供电，为其它电路提供电源。模拟调光信号A-Dim加到IC的13脚，脉冲调宽的调光信号PWM加到IC的14脚，为设计者提供了选择调光方式的余地。这两种调光方式，任选一种。MP4653共输出两路驱动：一是从18、20脚输出主开关电源的驱动脉冲，驱动开关电源开关管Q1 Q2轮流导通，2是从16脚输出调光方波PWMOUT，加到T2次级的MN调光管的G极和上图中右下角的小功率MOS管的G极。调光管MN的导通与截止两者时间上的比例由PWMOUT方波的占空比决定，当PWM正波比较宽时，MN管导通时间长，而截止时间短，MN管D极所接的LED 背光灯串发光时间长，熄灭时间短，此时屏幕背光的亮度高，而当PWM波的正方波变窄时，LED发光时间变短，截止时间变长，背光变暗。LED背光亮暗的调节方法，就是靠调节LED灯串发光的时间占空比来调节。在MN管的S极到地接有一个LED电流检测电路，LED电流在这个电阻上产生的压降代表了LED灯串的电流，产生的LED 灯串电流采样电压称为IFB，加到MP4653的7脚进行电流负反馈，使流过LED灯串的电流稳定在标准值上。因此背光的亮暗调节不是通过调LED电流的大小，而是通过调节LED灯串发光时间的占空比来实现的。LED灯串的电流在背光亮暗调节时，是稳定不变的。

开关电源在T2次级输出的为整机各电路板供电的主电源电压，称为母线电压Vbus，见上图中的右上角，Vbus输出电压，经分压取样电路，得到VFB，加到MP4653的4脚，进行稳压电的负反馈，可使输出的主电源电压稳定不变。

Vbus主电源的电流取样电阻是上图右上角的RV0CP，在该电阻上产生与Vbus电源的电流成正比的负压，加到

MP4653的3脚，当主开关电源的负载有短路造成Vbus过流时，加到3脚的VOCP负压变大（比如从-0.1V增大到-0.2V)，在芯片内部就会启动过流保护，关断18 20脚的驱动输出。

背光LED灯串也设有短路过流保护电路，上图中右下角的ROCP就是LED灯串过流取样电阻，当LED灯串到地有短路引起LED灯串电流过大时，在ROCP的左端产生的OCP负压增大，把该电压加到MP4653的8脚，启动芯片内部的LED过流保护，防止由此损坏零件。

LED灯串供电过压保护：见上图的右部。LED灯串的供电，由分压取样电路得到取样电压OVP，当LED灯串开路时，LED灯串的供电电压肯定升高，升高的OVP电压，加到MP4653的9 10 11 12脚，启动芯片内部的LED 过压保护，防止因为过压损坏零件。

当芯片16脚输出的PWM方波是高电平时，分成两路：一路加到MN管的G极，N沟道的MN管导通，为LED灯串提供电流，LED灯串发光。二路是加到上图中右下角的小功率MOS管的G极，经放大倒相在其D极变成负方波，加到P沟道MP管的G极，MP管导通，4个D组成的桥式整流电路为LED灯串供电。而当16脚输出PWM方波的低电平时，MN管截止，背光LED灯串熄灭。同时经小功率MOS管反相成高电平加到MP管(P沟道）的G极，MP管截止，切断4个D组成桥式整流电路的输出，在此时刻不给LED灯串供电。

MP4653各脚功能：

1脚名称SS：软启动脚，同时和2脚一起设置工作频率。1脚到地间接一个电阻RSS和一个电容CSS串联，1

脚到地间再并一个电阻RSS-FEST。1脚的电流和2脚的电流源一起决定工作频率。RSS电阻和CSS电容用于软启动。1脚到地的标准电压是1.49V，当直流母线电压故障时，该脚电压被拉低到0V。RSS和CSS网络设定启动频率和软启动时间。

2脚名称FSET：频率设定。2脚到地间接一个电阻。通过电流控制环路和电压控制环路，对2脚的电压和工作频率进行编程控制。2脚的正常电压是1.38V.

3脚名称VOCP：母线（开关电源次级输出的主电源电压，给全机各电路板和液晶屏供电）电压Vbus的过流保护。这个脚检测主开关电源次级的负载电流，当该脚电压低于-100mv时，触发母线级保护。3脚正常电压0.01V.

4脚名称VFB：母线Vbus（开关电源次级输出的直流电压，给整机供电）电压反馈，用于稳压控制。在脉宽调制电路PWM高电平（接通）期间对母线电压Vbus进行采样，在脉宽调制PWM低电平（关闭）期间，用这个采样电压作为母线电压控制环路的基准电压。4脚输入的采样电压也用于母线电压的过压保护。当4 脚的电压超过2.4V 时，母线电压的过压保护电路被触发。正常时该脚电压1.23V.

5脚名称VCOMP：电压控制环路反馈电压的补偿点。该脚到地间接一个RC补偿网络。当总线电压电路发生故障保护时，该脚也被用于打嗝定时器。当总线电压级发生故障时，把该脚从电压控制环路和打嗝定时器断开，以利于总线电压级启动。

正常时5脚电压0.1V.

6脚名称ICOMP ：电流控制环路的补偿点。在该脚到地间接一个RC补偿网络。该脚也用于LED级保护时的打嗝定时器，当LED级出现故障时，把该脚从内部的放大器和LED级打嗝定时器断开，以利于重新启动。

正常时6脚是1V。

7脚名称IFB：LED背光灯串电流反馈输入脚。让LED电流流过一个电阻，从而把LED电流转化成电压，反馈到7脚。内部的误差放大器从6脚吸入一个电流，与这个脚电压的绝对值成正比。这个脚的平均电压受基准电压控制（受模拟亮度电压的控制，当模拟亮度电压是高电平时是0.2V）。7脚的电压也被用于LED灯条过流检测。当该脚的电压高于0.3V时长达200us时，或者该脚电压高于0.6V时，在IC内部触发LED电路过流保护。正常电压0.2V.

8 名称SSD：灯串短路保护。LED驱动电路次级侧的电流反馈到8脚。当该脚上的电压低于-0.2V时，LED驱动电路过流保护。正常电压：-0.1V。

9---12脚名称VLED：分别是4个LED灯串供电的电压反馈输入端。这4个脚共同完成LED驱动电路的过压保护。这4个脚中最高的电压以及它们的压差被检测，根据这些检测对LED驱动电路进行保护。如果LED灯串的数量少于4个，把剩下的空脚和其它已接LED灯串的脚短接。测量这4个脚的电压时，会引起保护、LED灯串熄灭。正常电压：1.5V.

13 名称A -dim：模拟调光输入。当该脚电压在0----1.18V间变化时，LED灯串的电流在0------100%变化。如果不用这个脚，可把该脚用100K电阻接到VCC。正常电压3.1V。

14 名称PWMIN：脉宽调制调光输入。加一个100HZ到2KZ的调宽波到这个脚进行调光。实测3.2V.

15 名称VIN：供电脚，把该脚到地接一个0.1uf的瓷片电容进行高频旁路。实测15.1V.

16 名称PWMOUT：调光MOS功率管驱动输出。实测9.1V.

17 名称VCC：内部9.3V稳压电源输出。一方面为芯片内部电路供电，同时也为门极驱动电路供电。在该脚到地间接一个1uf的瓷片电容，旁路高频信号。实测电压9.3V.

18 名称GL：驱动信号输出，与20脚的驱动信号相位差180度。实测电压：2.5V.

19 名称GND：接地脚。

20 名称GR脚：驱动信号输出。与18脚的驱动信号相差:180度。2.5V.

MP4653内部框图：

MP4653内部包含两个控制环路：恒流控制环路CC/恒压控制环路CV模式，它是一个开关电源完成两个开关电源的任务：一个稳压电源输出恒定电压为全机供电，一个恒流电源为LED背光灯串供电。这是一个LLC串联型开关电源，用于电视机LED驱动电路。专门设计为LIPS的大尺寸电视LED背光电路。供电范围9---30V。输出2路互为180度相位差的驱动脉冲，驱动外接2个对管：MOS功率输出电路。为增强型9V门极驱动提供足够的驱动能力，能够通过外接的驱动变压器，驱动外接的MOS功率管。

MP4653通过频率控制LLC功率输出电路，使背光LED电流和母线电压Vbus被控制，使两者输出在标准数值上。

内部稳压器：芯片15脚和17脚内部有一个线性的VCC稳压器，从15脚输入稳压器，稳压后从17脚输出。它为芯片内部的电路和门极驱动电路供电。芯片内部有供电欠压锁定功能，直到VCC超过最低门限后才再次启动。

芯片的启动：给芯片提供供电之后，VCC脚被充电，超过VCC的欠压锁定门限时，芯片开始启动。首先复位电压控制环路、电流控制环路，把软启动电容放电。开始软启动。

VCC供电欠压的门限是4.35V，只有高于4.35V时，本芯片才能进入工作。用电视机付电源提供的5V待机电源时就能直接启动。

PWM调光信号控制这个LED驱动级的启动。

在PWM信号加来之前，MP4653内的恒压控制环路控制DC--DC电路（主开关电源）的工作，主开关电源输出的为整机各电路板及液晶屏供电的母线电压Vbus被控制在标准电压值上。

芯片内部集成了恒压控制环路CV和一个恒流控制环路CC，CC控制LED驱动电路的LED电流保持恒定在标准值上，CV控制母线电压电路输出的母线电压Vbus保持在标准值上。PWM调光信号用来区分这两种模式。在PWM

方波高电平区间，电流控制环路投入工作，此时LED电流被调节在标准值上。

在PWM方波低电平区间，电压控制环路投入工作，控制直流母线的输出电压保持在标准数值上。

LED电流调节的电流控制环路：LED电流被取样后加到芯片的IFB脚。经内部的误差放大器倒相放大，送到ICOMP引脚外接的RC网络进行频率补偿。IFB脚内部的误差放大器通过电流控制环路，调节IFB信号的平均电压，达到与内部0.2V的基准电压相等，此时LED灯串的电流被调节到标准数值上，完成了电流控制环路的职能。

当LED灯串的电流比标准值增大时，LED灯串电流取样电压IFB同比增高，经过内部误差放大器的倒相，在其输出端ICOMP引脚的电压同比降低。

IFB脚内部误差放大器的输出，经通过一个内部开关S1，连接电流控制环路外部补偿网络（R C网络）ICOMP。在PWM方波高电平区间，S1被接通，误差放大器的输出被连接到外部的补偿网络ICOMP，LED电流被被这个控制环路调节在标准数值上。在PWM方波低电平区间，S1被断开，ICOMP补偿网络从误差放大器输出端被切断，ICOMP引脚外部电容上的电压保持它的值不变，直到下一个PWM方波的高电平区间。误差放大器的输出被拉低到PWM方波低电平区间的值。

内部集成了LED电流调节的间歇模式，当LED灯条电流明显增大时，电流取样电压IFB也同比升高，当IFB电压高于1.1倍的基准电压时，经误差放大器倒相放大后，其输出端ICOMP电压足够的低，表明通过升高开关电源的工作频率来降低LED灯串的电流已到极限，已无法通过升高工作频率来降低LED灯串的电流了。此时芯片让主开关电源振荡电路跳跃一些开关周期（让开关电源的工作停歇几个周期，使开关电源输出为灯串供电的电压下降），利用这个方法降低LED灯串的电流，直到IFB电压足够低。

用于母线电压电路的母线电压Vbus控制环路：母线电压经分压取样后被加到VFB脚，在PWM方波高电平区间，自动的采样VFB电压，并且以它作为电压控制环路的基准。经内部的电压环路误差放大器调节VFB脚的平均电压。在PWM方波低电平区间把它作为基准电压。电压控制环路误差放大器输出通过一个内部的开关S2，被连接到外部电压环路补偿网络（由R C组成）VCOMP脚，在PWM方波低电平区间，S2接通，用电压误差放大器的输出控制电压控制环路，调节母线电压。在PWM高电平区间，S2被断开，VCOMP脚的补偿网络（R C)从误差放大器断开，保持C上的电压值不变，直到下一个PWM低电平区间。

电压环路误差放大器的输出，在PWM高电平区间被拉低。

当母线电压升高时，经过分压取样，加到VFB脚的取样电压同比升高，经过内部电压误差放大器倒相放大输出，在输出端VCOMP引脚的电压降低，该电压控制后面的工作频率控制电路，，让工作频率升高，从而达到降低母线输出电压的目的，最终，使母线输出电压保持不变。

该芯片在稳压环路也集成了间歇工作模式。当母线输出电压轻度升高时，导致取样电压VFB同比升高，经过芯片内部电压误差放大器倒相输出，引起放大器输出电压VCOMP电压降低，该电压去控制后面的工作频率升高，通过LLC串联型开关电源的特性，就可以达到降低母线输出电压的目的。当母线输出电压升高很多时，经取样后VFB 电压高于基准电压的1.1倍时，控制工作频率已升高到最高工作频率，此时不能再通过升高工作频率来降低Vbus

电压了，只能让开关电源间歇性暂时停止几个工作周期，即跳跃一些开关周期，用跳跃几个工作周期的方法，达到降低母线输出电压的目的，最终使母线输出电压不升高，保持在标准数值上。

电流环路误差放大器和电压环路误差放大器，两者中哪一个输出电压高，就由那一个去控制工作频率。一个高的补偿输出电压VCOMP，获得一个低的工作频率，根据LLC串联型开关电源的特性，母线的输出电压就会升高。反之，较低的VCOMP电压，会使工作频率升高，根据LLC串联型开关电源的特性，会得到较高的母线输出电压，背光亮度控制：该芯片提供了2个调节背光亮度的方法：1脉宽调制PWM方波调节背光亮度，2模拟电压调节背光亮度。

在PWM IN输入脚一个数字PWM调光信号，允许PWM方波调光。LED灯串的亮度与外部输入的PWM方波的占空比成正比，驱动信号从芯片的PWM OUT脚输出，直接驱动调光MOS功率管，帮助实现最快、最高对比度PWM调光。当PWM方波的占空比较大时，LED背光亮度升高。

从芯片的A-dim脚输入模拟调光信号电压：0----1.18V，调节LED灯电流幅度从0----100%。

母线电压电路Vbus的保护：该芯片有智能全面的保护功能，以此提高芯片的可靠性。当直流母线电压电路和LED 驱动电路发生故障时，都可以提供可靠的保护。

对直流母线电压电路的保护，包括：过压保护、过流保护（短路保护)。

VFB检测母线输出电压Vbus，以实施稳压控制，同时VFB用于实施过压保护。当VFB脚高于2.4V达到2us时，芯片触发母线电压保护。

母线电压电路次级电流，经过取样加在芯片VOCP脚进行检测，当VOCP脚低于-0.1V时（例如-0.2V），芯片触

发直流母线过流保护。

母线电压电路保护启动时，芯片的门极驱动信号PWM OUT被禁止输出，此时主开关电源的两个MOS功率开关管得不到驱动信号，主开关电源停止工作，主开关电源的输出变压器次级没有功率输出，此时直流母线电压Vbus 没有输出，同时LED背光驱动电路得不到200V的供电。

母线电压保护电路启动时，ICOMP脚：电流环路补偿节点及SS软启动引脚都被拉到低电平，此时，打嗝定时器启动，打嗝定时的时间过后，启动母线电压电路，如果故障没有消除，故障保护会再次发生，形成启动-----保护------启动-------，类似打嗝的现象。

VCOMP脚，外接R C元件，这是电压环路补偿节点，在芯片内部通过一个开关，与内部电压误差放大器的输出端相连。打嗝时，内部开关断开，内部放大器与VCOMP脚外接的电容C被断开，C上的电压保持它的值，直到故障现象消失，开关再次接通外部的电容。当开关断开时，2ua的电流给VCOMP脚外接的电容充电，直到VCOMP 脚电压达到3V。然后一个2ua的电流源给VCOMP脚电容放电直到0.45V，然后，系统恢复。这就是打嗝定时器的工作过程。

LED驱动电路的保护：LED驱动电路的故障检测，包括LED灯串开路保护，短路保护，过流保护，LED灯串中某点到地短路保护。

在VLED1 VLED2 VLED3 VLED4这4个脚，分别检测4个灯串的供电电压值，选择这4个灯串中电压最高者作为保护采样，如果电压最高者超出标准值：2.4V，就会引发保护灯串供电过压保护。

灯串电压差保护：这4个灯串相互之间最大的电压差作为保护的采样，如果任两个灯串之间的电压差超过0.15V，就会引发压差过大保护电路的动作。由此看出，该芯片设置的保护起控电压过于灵敏。稍微偏离正常值就会引发保护。因此在检修和测量中，当用电压表测这4个脚的电压时，常会引发保护动作：在测量时表笔一接触这4个引脚，LED灯串就熄灭。通过调节VLED1------VLED4脚外接的电阻值，就可改变保护电路起控的门限。

LED电流反馈脚IFB：也用于LED灯串的过流保护，当IFB脚电压高于0.3V、长于200us时，或IFB脚电压高于0.6V时，就会触发LED灯串驱动级的灯串过流保护。

SSD脚用于检测LED驱动电路次级电流。当SSD脚电压低于-0.2V（比如达到-0.3V）长于2us时，触发LED驱动电路过流保护。当LED驱动电路保护的时候，调光MOS功率管的驱动信号被禁止，以关断调光MOS功率管，同时，切断LED驱动级的电源供电。断开内部电流误差放大器与电流环路补偿节点ICOMP的连接,并且保持ICOMP 引脚外部电容上的电压值，直到LED驱动级故障消失。过流保护动作时，电流打嗝定时器电路工作：1个2ua的电流源给ICOMP引脚外接的电容充电，直到ICOMP引脚电压上升到3V，然后一个2ua的电流源给ICOMP引脚外接的电容放电，直到该脚电压下降到0.45V，然后，这个LED驱动电路恢复工作。这就是打嗝定时器的工作过程。

芯片18、20脚输出的LLC串联型主开关电源开关管的驱动信号是连续的，在LED驱动电路故障情况下，直流母线电压Vbus仍能被正常的调节。因此，在LED驱动级故障保护时，不影响整机各电路板的电源供电。

怎样设置LED灯串电流的大小？芯片的7脚输入的是LED灯串电流的取样电压：IFB，LED灯串驱动MOS功率管的S极到地接有LED电流检测电阻，称为LED电流检测电阻Rsense，该电阻的大小用来设定LED灯串电流的最大值。LED灯串总电流见以下的等式:

Iled=0.2V/Rsense

在芯片的IFB脚与Rsense电阻间推荐接一个1K电阻，该电阻接在IFB脚与LED驱动管S极到

地间的灯串电流检测电阻Rsense之间。

最低、最高工作频率的设置：由1脚SS和2脚FSET外接的R C大小决定。FSET脚的电压范围在1----2.2V之内，该脚电压越高，工作频率越低。因此，2.2V时工作频率最低，1V时工作频率最高。

1脚主要用来设定软启动频率和软启动时间。通常，软动频率是最高工作频率的1.5----3倍。

软启动时间，由1脚外接的Rss Css时间常数决定。软启动时间等于3倍的Rss Css时间常数。

电压控制环路反馈电压即4脚的VFB：Vbus输出电压，经分压取样后加在VFB脚，作为稳压反馈误差电压。在电路工作正常时，该脚电压在1.2V-----2V间，设置Vbus输出端取样电路的分压比，可以确保反馈电压在正常的范围内。该脚电压的另一个职责是母线电压的过压保护。当VFB脚的电压高于2.4V时，母线电路的过压保护功能被触发。因上经，Vbus输出端的取样电路分压比改变时，不但会影响Vbus输出电压的高低会变化，还会错误的引起Vbus输出电压的误保护。而当分压取样电路中的任一电阻变值时，就会引起上述两项指标的变化。

设定LED灯串的过压保护：开关电源变压器次级经整流后输出的LED灯串供电电压，经分压取样后作为LED灯串供电过压的取样电压。分压取样电路的分压比，用来设定过压保护点，当LED供电电压高于最大值的10%-----30%时，达到LED供电过压保护的触发点。

设置4个灯串之间电压差过大（电压不平衡）保护：当4个LED灯串供电电压之间压差较大时，将引发电压差过大保护，当一个灯串中有几个灯珠短路时，该灯串的供电电压肯定低于正常的灯串，造成不同灯串之间的电压差过大，引起这种保护。该保护用于多灯串应用的背光系统中。在任两个LED灯串之间电压差的保护点由

VLED1------VLED4引脚的电阻决定。调整该引脚的外接电阻Rx，以编程不同灯串之间的电压差保护点。Rx接在LED灯串分压器与VLED1-------VLED4引脚之间。

设定3脚VOCP：母线Vbus电路的过流保护。母线电路的输出电流被检测并转化成负电压的形式加到该脚。当该脚的电压低于-0.1V（比如-0.2V）时，触发母线电路的过流保护。当该脚的电压升高到1.5---3倍的正常值时，触发母线过流保护功能。

设定LED灯串的过流保护（8脚：SSD）：LED灯串的电流被检测并转化成负电压的形式，加到该脚。当该脚的电压低于-0.2V时，触发灯串过流保护。

LED驱动电路过流保护点：当灯串的总电流上升到正常值的1.5---2倍时，触发LED灯串过流保护。

设定5脚的电压环路补偿：VCOMP。该脚在IC内部经过一个开关与电压控制环路的误差放大器的输出端相连，在该脚的外部到地间连接一个R C网络，以补偿电压控制环路的频率特性。为了正确的进行补偿，推荐R的取值范围是2K-----200K。C的取值范围是47n到470n的瓷片电容。这个脚也被用于打嗝模式的故障定时器。当母线电压Vbus发生故障时，内部的开关断开，该脚与电压控制环路误差放大器的输出端切断，以关断电压控制环路。内部打嗝定时器工作：一个2ua的电流源给这个脚外部的电容充电到3V，然后放电到0.45V。然后芯片自动恢复工作。

设定6脚的电流环路补偿：ICOMP。这个脚通过一个内部开关连接到内部电流控制环路误差放大器的输出端。在这个引脚的外部到地让连接一个R C网络，进行电流控制环路的频率补偿。推荐：瓷片电容的取值范是47n-----470n，电阻的取值范是200欧到5K。这个脚也用于LED电路故障定时器的打嗝模式。当LED驱动电路发生故障时，内部的开关断开，把该脚与电流控制环路内部误差放大器的输出端被关断。此时启动打嗝模式：一个电流源对这个脚外部电容充电到3V，然后放电到0.45V，打嗝定时器之后，LED电流控制环路自动恢复。

模拟调光A-dim：13脚。当在该脚加一个电压：从0V------1.18V间变化时，相应的LED灯串电流在0%------100%间变化。这是一个正极性的模拟调光，在此脚到地接一个瓷片电容，进行旁路高频干扰。

脉宽调制调光PWM：14脚是PWM方波调光输入脚，方波的频率的范围从100HZ-------2KHZ，这是一个正极性的PWM调光。在PWM方波高电平区间，1、电流控制环路控制LED电流被调节在标准值上，2、用PWM方波高电平区间，母线输出电压经采样得到VFB电压，经放大与倒相后出现在VCOMP脚外接的电容上。在PWM方波的低电平区间，此电容上的电压控制稳压环路工作，使直流母线Vbus的输出电压保持在标准电压值上不变。

芯片的供电：15脚。在该脚到地间接一个0.1uf的电容，旁路高频干扰。当该脚的供电加上时，IC从启动到工作。如果PWMIN是高电平时，LED电流控制环路有效工作。当PWMIN脚是低电平时，电压控制环路有效的控制直流母线输出的电压在标准值上。如果需要一个使能信号控制这个IC的启动工作，使用这个使能信号控制芯片的供电通路。见下图中Enable，为高电平时下边的三极管导通，上边的PNP三极管随之导通，为芯片的15脚供电。下图

中MP4653的引脚号标错了，不应当是14脚，而应改为15脚。

PWM调光信号输出脚：16脚PWMOUT。该脚输出一个PWM调光信号，以驱动芯片外接的功率MOS调光管，该调光管与LED灯串是串联的。实现快的PWM调光。在16脚与功率MOS调光管G极之间连接一个电阻，以调节驱动速度。

PWM输出信号也用于控制外接的功率MOS管执行保护。见下图所示：下图中的PWMOUT输出脚错写15脚，应当是16脚

上图中，有两个功率MOS管，右边的功率MOS管标有MN，代表是N沟道的MOS管，与LED背光灯串是串联的，用于调光，当芯片输出的PWMOUT是高电平时导通，该管导通，驱动LED灯串发光。下边的功率MOS管标有MP，代表是P沟道的MOS管，当芯片输出的PWMOUT是高电平时，通过右下角的小功率MOS管反相成低电平，加到MP管的G极，MP管导通，接通4个二极管组成的整流桥，输出整流电压经C。电容的滤波，为LED 灯串供电。当芯片输出的PWMOUT是低电平时，MN管截止，LED灯串不发光。同时，PWMOUT的低电平经小功率MOS管反相成高电平，加到MP管的G极，MP管截止，断开4个二极管组成的整流电路，不给LED背光发光管供电。此时，上图中顶部的由2只二极管组成的全整整流电路工作，输出Vbus直流母线电压，为背光以外的其它电路如主板、T-CON板供电。

上图中D1、D2整流电路输出给整机供电的直流电源电压，称为Vbus，D3、D4整流产生-Vbus直流电压，为MP管提供导通电压，因为P沟道的MOS管，只有在G极加负电压时才能导通。而N沟道的MOS管，只有在G 极加正电压时才能导通。芯片输出的调光驱动PWMOUT波形加到上图中右下角小功率管的G极，经放大后在Vx 处产生倒相后的脉冲波形，Vx电压与-Vbus电压通过两个电阻叠加后，加到P沟道MOS管的G极，控制MP管的导通与截止。

上图显示了MP管驱动电路的工作时序图。芯片输出PWMOUT正方波的驱动脉冲，见上图中上数第一个波形图，经小功率MOS管的反相放大，得到Vx波形（负方波），见上图中的绿色Vx波形图。Vx脉冲电压经过两个电阻与-Vbus电压叠加，得到上图中兰色波形图，把该脉冲加到MP管的G极，就能很好的驱动MP管的导通与截止。因为MP管是P沟道MOS管，因此，当上图中兰色的驱动波形是低电平（负电压时)MP管导通，而当是高电平（正电压时)，MP管截止。

MOS管门极驱动电源：17脚，称为VCC。从15脚进入芯片内部的电源供电，在芯片内部稳压后，在17脚得到9.3V的VCC电源电压，给芯片内部的驱动电路供电。VCC电压为芯片内部的驱动电路GL GR 和PWMOUT电路供电。把该脚到地接一个1uf瓷片电容，用于旁路干扰信号。从这个脚输出的电压，也可以为芯片外部电路供电。

功率电路MOS管驱动输出脚：18脚GL，20脚GR。18脚和20脚输出的驱动脉冲有180度的相移，即互为反相。有很强的驱动能力，GL和GR输出的信号经过外接的驱动变压器，直接驱动MOS功率级的大功率MOS开关管。驱动变压器隔离了驱动芯片电路地（冷地）与两个大功率MOS管电路的地（热地），MP4653是冷地，两个大功率开关管的供电由PFC供给400V，是热地，驱动变压器实现了冷地与热地的隔离。

下图是用MP4653组成的两个LED背光灯串的背光电路：

下图是用MP4653组成的4 LED灯串的背光电路：

驱动芯片的选择

电机驱动有单极性和双极性两种。当只需要电机单方向驱动时，可采用单极性驱动，如下图(a)所示，此电路由于续流二极管工作时间较长，损耗大，所以改进后的半桥驱动如下图(b): Figure 1.Illustration of the half bridge. 当需要电机正反两个方向旋转时，采用双极性驱动方式，如下： Figure 2．Illustration of the H bridge. 功能逻辑如下：（1：合并，0：断开） S1 S2 S3 S4 电机动作 1 0 0 1 正传 0 1 1 0 反转 0 0 0 0 自由 0 1 0 1 刹车 1 0 1 0 刹车这又称为全桥驱动，上图中开关使用大功率MOS管替代，可以使用分立元件，也可以使用集成电路。但是能用于PWM驱动的低电压大电流芯片产品并不多，在智能车比赛中使用最多的有：MC33886, VNH3SP30, BTS7960B, DT340I, IRF3205。根据查阅的资料，使用单片MC33886时易发生发热、噪声等问题，对电源电压影响过大等问题，所以可以使用两片并联，如下所示：

该接法降低了MOS管的导通内阻，增大了驱动电流，可以起到增强驱动能力、减小芯片发热的作用，但是起始频率受限，电机噪声大且发热严重。 VNH3SP30是意法半导体公司生产的专用于电机驱动的大电流功率集成芯片。芯片核心是一个双单片上桥臂驱动器(HSD)和2个下桥臂开关,HSD开关的设计采用ST的ViPowe 技术，允许在一个芯片内集成一个功率场效应MOS管和智能信号/保护电路。下桥臂开关是采用ST专有的EHD(STripFET)工艺制造的纵向场效应MOS管。3个模块叠装在一个表面组装MultiPowerSO- 30引脚框架电绝缘封装内，具体性能指标如下: ①最大电流30 A、电源电压高达40 V; ②功率MOS管导通电阻0.034 Ω; ③5 V兼容的逻辑电平控制信号输入;④内含欠压、过压保护电路;⑤芯片过热报警输出和自动关断。与MC3886相比，它具有一个显著优点就是芯片不会发热，且保护功能强大，但是存在开关频率限10 kHz，电机噪声大且电机容易发热，但芯片较贵，很多场合性价比不高。采用2个半桥智能功率驱动芯片BTS7960B组合成一个全桥驱动器，驱动直流电机转动。BTS7960B是应用于电机驱动的大电流半桥集成芯片，它带有一个P沟道的高边MOSFET、一个N沟道的低边MOSFET和一个驱动IC。P沟道高边开关省去了电荷泵的需求，因而减少了电磁干扰(EMI)。集成的驱动IC具有逻辑电平输入、电流诊断、斜率调节、死区时间产生和超温、过压、欠压、过流及短路保护功能。BTS7960B的通态电阻典型值为16 mΩ，驱动电流可达43 A，调节SR引脚外接电阻的大小可以调节MOS