对“剖析液晶屏逻辑板TFT偏压电路”一文的一点看法（下）

      {前一天此文已经写好，由于我对TPS65161的产生VGL和VGH输出端的输出特性了解不够，误把单向脉冲电压的输出信号作为双向脉冲输出信号看待（倍压整流电路分析双向信号可以，用来分析单向信号是不恰当的，）经过善意的朋友的提醒('方建' 和 '龙' 朋友)，我又纠正了重写了一遍，在此再次 感谢善意的两位朋友}。

      VGH、VGL电压的作用：

      液晶屏控制光线是依靠液晶分子的扭曲控制光线的透过，以产生一个像素的亮点,众多的像素亮点在组合成图像。

      在电视信号的显示过程中;这个像素光点的点亮时间必须持续到电视信号一幅图像在屏幕上出现的时间(SDTV的信号一幅图像重现时间标准为20毫秒)标准,在CRT电视显示中,这个时间主要是依靠CRT荧光屏上面荧光粉的余晖来实现的。而液晶显示屏是没有余晖的（所以早期的液晶屏只能用于字符显示，无法显示电视图像信号；直到TFT液晶屏发明才能把液晶屏应用于电视图像信号重现）。现代的液晶屏；光点显示持续时间的控制是依靠；像素信号通过一个开关对电容充电，依靠电容电压形成的电场再控制液晶分子的扭曲，由于电容上面的电压可以长时间维持就可以控制亮点长时间点亮，那么我们只要在这个电容上面安装一个“开关”，每过20毫秒由图像信号通过“开关”对电容充放电一次，就可以达到采用液晶屏显示目前的电视图像信号的目的,图3.1所示。

      图3.1

      这样在控制每一个通过一个像素的光点的电场都必须安装一个“开关”一个显示SDTV信号标准的液晶屏就要有150万个这样的“开关”，这些开关就是一个个在生产液晶屏时一并制作上的“薄膜场效应开关管”，薄膜场效应管的英语为： Thin Film Transistor ，都取第一个字母，即为TFT。TFT液晶屏是指液晶显示屏上的每一液晶象素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。由于TFT屏的研制发明成功，才能把液晶屏作为电视信号的图像显示。

      每一个场周期；此TFT都要打开一次，以便对电容冲放电一次，那么这个打开TFT的电压就是VGH。关闭TFT的电压就是VGL。TFT是N沟道MOS管，所以VGH是正电压约20V~30V，以便充分打开。VGL是负电压约；-5V以便充分关闭。

      在购买液晶电视时，如果在液晶屏的某区域始终有一个“亮点”或“黑点”就是对应这个像素点的薄膜场效应管短路或者断路，这种故障是不可逆转的，这个屏的含金量就大大下降了。

      VGH、VGL电压的产生电路：

      VGH电压和VGL电压的产生采用了“电荷泵”电路来完成的，图3.4（输出负电压电荷泵电路）、图3.8（输出正电压电荷泵电路）所示。

      什么是“电荷泵“电路？

      电荷泵电路就是利用电容作为储能元件的DC-DC变换电路。

      DC-DC直流变换器就是把未经调整的电源电压转化为符合要求的电源。传统的DC-DC变换电路通常采用一个电感作为储能元件实现DC/DC变换，但是电感体积庞大、容易饱和、会产生EMI而且电感价格昂贵。为解决此类问题，现代电源通常采用电荷泵电路。电荷泵采用电容作为储能元件，这样外接组件少，非常适合负载电流不大的设备使用（电荷泵的输出电流受电容容量的限制）。

      电荷泵电路有多种类型，用处也很多，它将输入的正电压转换成相应的负电压，即VOUT= -VIN。另外，它也可以把输出电压转换成近两倍的输入电压，即VOUT≈2VIN。由于它是利用电容的充电、放电实现电荷转移的原理构成，这种DC/DC变换器的电荷泵也称为“电荷泵电压反转器”或“电荷泵变换器”。

      VGL电压和VGH电压产生电路：

      在TFT液晶屏驱动电路供电中VGH电压和VGL电压担负着；开通TFT（薄膜场效应管）对电容充电（修正电容两端电压），和关闭TFT,使电容电压保持（一场周期时间）的作用。如果此VGH和VGL电压出现问题，电压丢失或者电压幅度变化，都会引起图像故障而且故障现象繁多。由于产生VGH和VGL电压的电路较为特殊、元件较多、电压相互牵制影响，所以是故障率较高的部位，也是维修的重点。

      图3.2所示是原文中绘制的集成电路TPS65161的VGH和VGL电压产生的电原理图（原文中是图6）。

      图3.2

      下面所示的是原文中VGH和VGL电压产生的叙述部分摘录：（文章中对VGL电压的产生过程只字未提及，VGH电压产生的过程含糊不清一语带过）

      VGL电压的产生电路：

      图3.3所示图中；红色框线内部是VGL电压的产生部分，按液晶屏的要求；VGL电压为-5V至-6V左右。下面红色框线内部的CP22、DP8(1)、DP8(2)、CP24即组成了一个“负压半波整流电路”TPS65161的11脚输出幅度为5V左右的方波开关信号，加到此负压半波整流电路的CP22。这个电压经DP8(1) 对CP24进行上正下负的充电输出约-5V 上负下正的VGL电压。

      图3.3

      图3.4所示是上述电路的等效电路图；图中11脚是TPS65161输出的约5V幅度的激励开关信号，此信号经过整流后输出为VGL电压。

      图3.4

      工作原理及升压过程；图3.5所示

      在T1时间: 图3.5所示: 集成电路TPS65161的11脚的信号为“正”5V，此“正”电压经过CP22、DP8（2）流通；并对CP22充电,电压为UC2幅度5V,方向为左正右负。

      在T2时间: 图3.6所示: 集成电路TPS65161的11脚的信号为“0V”，此“0”电压

      等效于把CP22的左边接地，此时CP22右边的负电压经过DP8（1）对CP24进行上负下正的充电；电压为负5V,此电压就是VGL电压。

      在图3.7中；TPS65161的13（FB）脚；由VGL输出电压经过RP15、RP18取样电路送来的取样信号和 24（REF）脚；由TPS65161内部提供的基准电压进行比较的误差电压进行稳压控制。

      图3.5

      图3.6

      VGH电压的产生:

      由于VGH电压比较高；达到25至30V左右，采取了；用VAA电压（20V）叠加整流的方法获得。图3.7所示，图中红色框线内部的CP18、DP5（1）、DP5（2）、CP19即组成了一个；叠加VAA电压的半波整流电路。

      图3.7

      图3.8所示是其产生VGH电压的等效电路:

      图3.8所示的等效电路中 12(DRP)脚是TPS65161输出的约5V幅度的激励开关信号，此信号经过后并叠加上VAA_FB的20V电压经过DP5(2)输出25V的VGH电压。

      图3.8

      VGH电压产生的工作原理及电压叠加过程；图3.9所示

      在T1时间，图3.9所示: 集成电路TPS65161的10脚的信号为“0V”10脚等效接地，VAA_FB的+20V电压经过CP18、DP5（1）流通；并对CP18充电,电压为UCP18,方向为左负右正，（在该电路中必须注意DP5(1)并没有直接接地，而是接到VAA_FB的+20V电压上面，所以加到CD18右边的电压为+20V,CP18左边的电压是0V；此时CP18两边的电位差是20V）,所以CP18在TI时间所充电电压UCP18为20V，并且是左负右正。图3.9中CP18两边所示电压。

      图3.9

      在T2时间，图3.10所示: 集成电路TPS65161的10脚的信号为“正”5V，此“正”5V电压经过和CP18、DP5（1）在T1时间所充的电压UCP18(20V)叠加；共计为25V；经过DP5（2）对CP43进行上正下负的充电；电压为 +25V,此电压就是VGH电压。

      图3.10

      在图3.7中；TPS65161的14（FBP）脚；由VGH输出电压经过RP28、RP27取样电路送来的进行稳压控制的取样信号。 全文完