TCL液晶电视IPL42电源维修OZ9926 OZ9966

投资价值发现者
IPL42A/L 电源维修
市场质量部 陈国浩
2009年12月
IPL42A/L的配屏
英寸屏（不带背光板）
1、IPL42A
AUO 42英寸屏
IPL42A配配AUO 42
该屏采用18支EEFL直灯管并联，屏典型工作电流135mA，屏单端电压AC950V，工作频率45KHz；点灯电压AC1225V（0℃），点灯时间1到2S
英寸屏（不带背光板）
2、IPL42L
LG 42英寸屏
IPL42L配配LG 42
该屏采用16支CCFL直灯管通过均流电容（15PF）后并联，屏典型工作电流135mA，屏单端电压AC1500V，工作频率58KHz；点灯电压AC2050V（0℃）(非最终数参数），点灯时间1到2S
2
CCFL灯管的原理
CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamps)即冷阴极荧光灯，是一种气体放电发光器件，其构造类似常用的日光灯，通过连接插头与高压板相连。

CCFL为什么是“冷”阴极呢？通常发射电子的材料，即阴极，分冷与热两种。

热阴极，是指用电流方式把阴极加热至800℃以上，让阴极内的电子因获得热能后转换为动能而向外发射：冷阴极，是指无须把阴极加热，而是利用电场的作用来控制界面的势能变化，使阴极内的电子把势能转换为动能而向外发射。

两种阴极的最大区别是，热阴极用低电压就可以产生电子发射，而冷阴极往往需要很高的电压才能产生电子发射；热阴极的寿命比较短，冷阴极的寿命比较长。

故在液晶屏的背光源中，常常使用冷阴极。

3
CCFL是一个密闭的气体放电管，其结构如下图所示，在管的两端是阴冷极，采用镍、钽和锆等金属做成，无须加热即可发射电子。

灯管内主要是惰性气体氩气，另外，有充人少量的氖气和氪气作为放电的触媒，再有就是少量的汞气。

在两端加一定高压(这个电压为启动电压，一般为1500～1800V)时，灯管中的汞原子在高压的作用下会释放出紫外光，波长大约是253.7nm。

与此同时，有一部分电能转化为热能白白消耗掉了，大约只有60％电能会转化成紫外光。

灯管的内壁涂有一层薄薄的白色荧光粉(假定这个灯管是白色的)，这层荧光粉在吸收到灯管内的紫外光后会发出可见光，这时就看到灯管亮起来了。

这个点亮的过程很短，一般为1～2s。

灯管被点亮后，由于内部气体性质发生了变化，此时只需要比启动电压低很多的一个小电压(这个电压为维持电压，一般为500～800V)就可以维持灯管继续点亮，而且亮度不会发生变化。

冷阴极荧光灯是一个非线性负载，灯管的供电必须是交流正弦波，频率为40～80kHz。

4
冷阴极荧光灯在开始启动时，当电压还没有达到启动电压时，灯管呈正电阻(数兆欧)，一旦达到启动值，灯管内部发生电离放电，产生电流，此时电流增加，灯管两端电压下降，呈负阻特J跬。

所以，冷阴极荧光灯触发点亮后，在电路中必须有限流装置，把灯管工作电流限制在－个额定值上，否则，电流过大会烧毁灯管，电流过小点亮又难以维持。

CCFL在点亮之前，会呈现出一个很高的阻抗，须加一个1500V(均方根值)以上的正弦波交流电压，其峰－峰值可达3000～5000V <SUB>P-P</SUB>；而当灯管点亮后，气体会全部电离，灯管内的阻抗会降低至80kΩ左右，此时灯管的工作电压会降低到600V(均方根值)左右。

CCFL的工作频率一般会设置在40～80kHz，因为此时的发光效率比其他频率下高出15%左右。

5
EEFL灯管的原理
EEFL (External Electrode Fluorescent Lamp) 外置电极荧光灯（External Electrode Fluorescent Lamp）的简称，其结构特点是灯管内部没有安放电极，基本结构与常用的CCFL相同，只不过管内没有电极，而在管外两端包以铝膜作为外电极，管内壁涂以三基色荧光粉，管内充有5%氩气(Ar)，并添加了汞气(Hg)和氖气(Ne)，内充气体的压强为0.8kPa。

两极电压的相位差为180°。

这与一般的荧光灯是大不相同的,其外置电极间产生的电场形成灯管的发光体——等离子体。

EEFL灯管由于高频电压是外电极通过电容偶合导入管内的放电空间，从而改变了一般气体放电灯的负阻抗特性。

使得灯管发亮。

同时采用并联方式连接，实现多灯共用一个电源。

EEFL系统是基于电磁感应的原理，在灯管内形成感应电流。

6
EEFL和CCFL的区别
EEFL不同于电极在灯管内部的CCFL，电极设在外部而有利于并列启动，而且亮度比CCFL高出60％以上，适用于高亮度、大面积的显示器中。

EEFL系统基于电磁感应的原理，使等离子体与电路磁力线耦合，利用套在灯管外面的一对金属电极在灯管内形成感应电流，而不像普通荧光灯那样，利用电极将外部的电能转化为灯内部工作所需要的能量。

EEFL与CCFL在驱动上的最大区别在于，CCFL只能是单管驱动，而EEFL 则可以并联驱动。

CCFL也可以通过在两边接均流电容后在并联驱动。

7
8
Date:
2009.02.27
With 30mA, at 230Vac
3.3V, 0.3W Max.待机功耗
With 10mA, at 230Vac 3.3V, 0.15W Max.Standby Power Loss
受限工作范围极限输入电压Limited working
range 90Vac-270Vac Limited Input Voltage*
正常工作范围正常输入电压Normal working
range 100Vac-240Vac
Normal Input Voltage*
Condition 测试条
件Specification 规格
Item
AC Input Characteristics: 输入特性
9
Rated load range 在额定范围内
Min to
≤100mV
≤240mV
DC Output Ripple & Noise输出纹波和噪
声(remark)
2min Max.0.5A
2.5A
Maximum current最
大电流RMS 0.2A 2A Rated load current
额定电流RMS 5mA 0.2A Minimum load current最小电流RMS +3.3V 24V Output Voltage输出
电压Condition测试条件
CH2CH1Item项目DC Output Characteristics: 直流输出特性
10
Low
≥0V;≤0.7V
High ≥2V;≤5V PWM Dimming
　10%--100%Burst Dimming Duty 脉冲亮度减低范围
　100HZ--200HZ Burst Dimming Frequency
脉冲降低亮度周期Unable ≥0V;≤1V Enable ≥2V;≤5V Backlight On(BL_ON)
背光开关Unable不能≤1.0V Enable可以≥2.0V;≤5V PS_ON
Outputs Status 输出情况Condition条件 signal信号On / Off Control: 开关控制
11
3sec
2.3sec
2sec
Ts
Striking Time 保护时间
HV+ TO HV- 2500Vrms Vs Lamp Starting Voltage 灯管启动电压　
950Vrms
VBL
Operating Voltage 工作电压
One side一边（参考）135mA 130mA 125mA IBL operating current 工作电流
47KHz 46KHz 45KHz fL Operating Frequency 工作周期
Note 备注Max 最大Typ.类型Min 最小Symbol
标识
Parameter 参数 Lamp Operating Section(IPL42L Lamp Operating Section(IPL42L)
)点灯工作型号
12
3sec
2.3sec
2sec
Ts
Striking Time 保护截止时间
HV+ TO HV- Vs Lamp Starting Voltage
灯光启动电压
1650V
VBL
Operating Voltage 工作电压
One side一边（参考）140mA 135mA 130mA IBL operating current 工作电流
62KHz 61KHz 60KHz fL Operating Frequency 工作周期
Note 备注Max 最大Typ 类型Min 最小Symbol 标识Parameter
参数 Lamp Operating Section(IPL42A Lamp Operating Section(IPL42A))点灯工作型号
IPL42A/L主要元件介绍T903\T904
升压变压器
C840A、C840 PFC滤波电容Q801、Q802
PFC的MOS管
RW978
通过调整灯管反馈
电流调整输出电流
U801
待机IC
D818
PFC输出整流
T802
待机变压器
U804
3.3V稳压
反馈光耦
L801
PFC储能电感
220V
输入滤波电路
D806
24V整流
U803
24V稳压
反馈光耦
U802
开待机反
馈光耦
T901\T902
隔离变压器
D804
整流桥堆
Q803是
PWM电路
的MOS管
T801
24V变压器
Q901\Q902升压电路MOS管Q903\Q904
升压电路MOS管
RW977调整灯光工作频率
P902\P901
输出灯管电
压
K801
继电器
13
IPL42A/L主要元件介绍
U901(OZ9926A)
INVERTER控制IC
U805(FA5571N)
24V的PWM控制
U806(FSQ510)
PFC控制IC
14
IPL42电源的原理框图
EMC
滤波电路桥式整流
电路
PFC
控制电路
U806
L6562A
PWM控制
电路
U805
FA5571N
T801
隔离
变压器
输出整流
滤波电路
待机电路
U801
FSQ510
T802
隔离
变压器
输出整流
滤波电路
U804
光耦
3.3VSTB
AC IN
7
3U803光耦
41
10
24V
继电器K1半波整流
5
5VC
1 5
U802
光耦
PS-ON U901
INVERTER
背光取样
保护电路
INTERTER输出
全桥移相升
压电路
BL-ON
DIM
8
15
IPL42的启动时序
1、插上AC220V的电源插头，3.3V待机电源（standby MCU）开始工作。

2、P802中的“P_ON”置高到3V3，那么K801 (继电器) 吸合，水桶电容 充电，同时U806（L6562A）被加电，PFC电路开始工作；+24V的控制 器U805（FAN5571A）开始工作，输出24V。

3、P802中的“DIM”设置到PWM调光状态
4、P2中的“BL-ON”置高到。

高压INVERTER的控制
U901(OZ9926A）开始工作.控制升压变压器输出高压。

如果24V不带负载，则INVERTER可能会保护。

(可以断开J20)
16
17
IPL42电源板的输入滤波电路分析
差模干扰：来自电源火线而经由零线返回的杂讯称为差模干扰
共模干扰：来自电源火线或零线而经由地线返回的杂讯称为共模干扰
F801保险丝
R830压敏电阻
L809、L808、L804为共模电感
C828、C823为X电容，用来抑制差模干扰C845、C843用来抑制共模干扰
K801受P-ON控制
待机时电源是通过D808、D815半波整流提供工作电压，开机后继电器吸合，220V可以流到桥堆D804整流。

18
387-400V
387-400V 13.4V 0.04V 0.9V
0V 开机316V
318V 16V 0.02V 0.44V
0V 待机这引脚直接连接，或通过一个电阻连接到高电压直流环节。

启动时，内部高压电流源提供内部偏置和控制外部电容器连接到Vcc 引脚。

一旦Vcc 达到8.7V ，这个内部电流源将被禁用。

Vstr
8
高压电源SenseFET 漏极连接。

D 7
这个引脚是基极的提供输入。

这个引脚提供内部工作电流为启动和稳态运行。

Vcc 5 这个引脚内部连接到同步检测比较器谷开关。

在正常的开关操作时，阈值的同步比较是0.7V/0.1V 。

Sync 4 这个引脚是内部连接到反相输入PWM 比较器的。

采集的光耦合器典型的被连到这个脚。

为稳定运行，一个电容应该放在这个脚和地之间。

如果这个引脚电压达到4.7V ，过载保护触发，将关闭FPS 。

Vfb
3
这个引脚是控制地和senseFET 源。

GND 1、2
描述
名称引脚
19
无穷大
无穷大70K 6K 60K 0反向电阻
600欧姆
450欧姆480欧姆600欧姆600欧姆0欧姆正向电阻Vstr
8
D 7Vcc 5Sync 4Vfb 3GND 1、2名称引脚正向电阻使用100欧姆档测试，反向电阻使用1K欧姆档测试。

20
IPL42待机电路分析
桥堆输出的直流通过R819、R803加到U801的P8脚，通过IC内部高压电流源给U801的P5外接的C819充电，当电压达到额定的8.7V时，IC开始工作。

此时桥堆输出的电压就通过R825、R801到T802的P5脚再从P4脚输出到U801的P7脚。

U801的P7就是U801内部的漏极，因此就可以控制T802的P5、P4的电流流过。

此时T802的副绕组和次级绕组感应到电流的变化，产生感应电压。

其中副绕组输出经过D814整流给U801提供维持电压，
同时这个VC电压经过U802光耦的控制给PFC的主控IC 和继电器提供工作电压。

待机：半波整流开机：PFC供电
0.9V
14V
IPL42待机电路分析
3V
3.3V稳压取
样反馈电阻2V
1.25V
21
22
14V
4.6V 0V 2.72V 0V 1.46V 6.1V 2.4V 电压供电电压
Vcc
8
大的驱动信号输出
GD 7接地
GND 6退耦感应器，连接双稳态半导体
ZCD 5输入的PWM 比较器CS 4主输入乘法器MULT 3反向放大器错误信息输出
COMP 2反向放大器错误信息输入INV 1功能
符号引脚L6562是一款电流模式PFC控制器，工作在过渡模式（TM），其引脚功能与L6561兼容，并在性能上有所改善。

高度线性的乘法器包含一个特殊的电路，可以减少交流输出电流的失真，以上功能使得在大负载的情况下能实现谐波失真极小的宽电流动作。

输出电压通过电压模式误差放大器和精确的内部参考电压（1%，T j=25℃）来控制。

该集成电路功耗很低（启动前小于70μA，运行时小于4mA），并且有禁用功能，可实现遥控开关功能。

上述特性均符合节能标准（蓝天使、能源之星、能源2000等）。

有效的2步过压保护功能可以在启动或断开负载时安全地控制电压。

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350欧姆
550欧姆/600欧姆
600欧姆650欧姆650欧姆650欧姆正向电阻400欧姆
Vcc
8
5K GD 7/GND 640K ZCD 51K CS 423K MULT 350K COMP 212K INV 1反向电阻符号引脚正向电阻使用100欧姆档测试，反向电阻使用1K欧姆档测试。

IPL42的PFC电路分析
输出电压
检测
R812\R811\R810
输入检测电阻
VC供电
24
25
IPL42的PFC主控IC供电电路分析
3.3V供电
P-ON
VC供电14V
PFC控制IC的供电时受P-ON信号控制。

当P-ON的高电平通过R881加到Q808的B极，Q808的BE结饱和导通，此时Q808的C极的R820上的3.3V会进过Q808加到光耦U802的初级的P1脚。

此时U802初级导通，光耦的次级也会同时导通。

原来Q811的BE极的电位都是VC电压。

因为光耦U802次级的导通，会将Q811的B极电位拉低，此时Q811的EB结导通，VC电压就会经过Q811再经过R817加到U806的P8供电脚。

这是U806就开始工作，P7脚输出脉冲信号控制PFC电路开始正常输出：380-400V
IPL42的PFC的控制电路
当U806的P8脚工作电压正常以后，U806就开始工作，通过P7脚输出脉冲信号，当PFC的驱动信号是高电平时，Q805导通、Q809截止，Q802和Q801的G极为高电平，GS两端电位正向偏置，Q802和Q801导通，整流后的市电对L801进行充电，电能转化成磁能储存在L801；当PFC的驱动信号是低电平时，Q805截止、Q809导通，Q802、Q801的G极被下拉为低电平，GS两端电位反向偏置，Q802和Q801截止，L801储存的磁能释放，经D818整流后输出电压提升到380V左右，经电容C840、C840A滤波，输出到PWM电路。

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385V
0V 14v 2v 0V 0V 0.54V 2.48V 电压高压输入
VH
8
空NC 7电源供给
VCC 6驱动输出OUT 5地GND 4电流检测
IS 3反馈FB 2零点电流检测
ZCD 1功能符号引脚
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650欧姆你
无穷大450欧姆550欧姆/650欧姆
650欧姆650欧姆正向电阻150K
VH
8
无穷大NC 7500K VCC 622K OUT 5/GND 41K IS 314K FB 29K ZCD 1反向电阻符号引脚正向电阻使用100欧姆档测试，反向电阻使用1K欧姆档测试。

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IPL42的PWM电路分析
PFC输出的380V加到U805的P8脚，通过U805内部给P6脚充电，当电压达到9V时，IC启动。

P5输出脉冲信号控制Q803的导通时间。

也就是控制380V电压通过T801的P1、P3绕组的时间，同时T801的副绕组和次级绕组感应电流变化，副绕组输出经过D829整流提供给U805维持电压。

次级绕组输出经过D806输出24V。

T801的副绕组P5输出经过D829整流给U805提供维持电压。

电流检测
稳压反馈
IPL42的稳压反馈流程分析
24V输出整流
整流输出负压
24V取样电阻24V稳压光耦
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IPL42的PWM单元电路分析
当24V 为空载或者负载极轻时，FA5571处于间歇模式，电流变小，因此C836的负电压不够时，也会将将BL_ON 拉低。

24V绕组的方波经D824,C836(0.47U/160V)整流滤波后,得到一个负电压(正常情况下约-100V),该电压经R802与3.3V 经R876叠加,接到Q807的B板,因为D819的钳位，正常情况下Q807的 B极为负电压，Q807截止。

IPL42的单元单路分析
24V空载关机控制当关机时，VBUS下降，C836上的电压升高（如升高到-50V以上），此时Q807的B极电压升高，Q807导通，将BL_ON拉低，迅速关闭INVTERTER电路工作。

24V的PWM电路时不受控制，只
要PFC的电压正常，它就开始工
作。

当24V的负载变轻或空载时，T801的次级电流降低，C836上的电压升高（如升高到-50V以上），此时Q807的B极电压升高，Q807导通，将BL_ON拉低，迅速关闭INVTERTER电路工作。

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Inverter电路的作用
Inverter即逆变器，它的作用是将一个直流电压转变为多个交流电压，作为液晶屏灯管的工作电压，它的输入、输出连接框图如下图。

背光板有三个输入信号，分别是供电电压、开机使能信号、亮度控制信号，其中供电电压由电源板提供，一般为直流24V（个别小屏幕为12V）；开机使能信号ENA即开机控制电平由数字板提供，高电平3V时背光板工作，低电平
0V时背光板不工作；亮度控制信号DIM由数字板提供，它是一个0-3V的模拟直流电压，改变这它可以改变背光板输出交流电压的高低，从而改变灯管亮度。

，每个交流电压供给一个灯管。

背光板有多个交流输出电压，一般为AC800V
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Inverter电路原理方框图
INVERTER电路由输入接口电路、PWM控制电路、MOS管导通与直流变换电路、LC振荡及高压输出回路、取样反馈电路等几部分组成，其工作原理方框图如下：
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IPL42的OZ9926介绍
OZ9926是一个高效率脉宽调制解调器，它专为离线式LCD背光应用。

这个IC实现了高效率的电源转换开关损耗最小，利用零电流开关技术。

OZ9926的应用能够经营一个固定的工作频率或可变频率用零电流开关技术。

最低运行频率可以被设置，通过一个外部RC网络或可根据自我振荡模式。

智能操作频率管理电路延长冷阴极寿命，并提供设计灵活性。

控制逻辑提供了一个规范点火电压和保护功能为过电压，打开灯，和IC的输入电压欠压条件。

高度集成的控制器提供软启动操作，用户定义的显着计时器和延迟关机功能异常条件。

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36
工作频率设定(测试会关机）1.17V CT 8同步输入：实际接VREF 5.5V SYNC 9调光频率设定-直流：实际接VREF
0.5V LCT 10PWM调光输入2.9V PDIM 11灯管过压检测输入
0.05V
BSEN-POL
12
同步输出：实际接VREF 2.4V RPT 7地
0V GND 6驱动2低压端
2.74V LDR25驱动1低压端2.74V LDR14电压源自举2：实际接VREF
5.5V BST23驱动2高压端
2.74V HDR22驱动2、MOSFET源极：接地
0V LX21描述
电压名称引脚
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VCC供电24V VIN 20参考电压5.5V输出5.5V VREF 21电压源自举1：实际接VERF
5.5V BST122驱动高端端1
2.7V HDR123驱动1、 MOSFET源极：接地
0V
LX1
24
使能控制3.86V ENA 19模拟调光输入：实际接VERF
5.5V ADIM 18电压欠压输入：实际接VREF 5.5V UVLS 17过压点设定
3.2V OVPT 16定时电容0V TIMER 15软启动电容1.47V SSTCMP 14灯管过流检测输入
2.09V ISEN 13描述
电压名称引脚
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VREF：5V
驱动高压端
驱动低压端
U901输出的LDR2和HDR2电压VPP幅度是5V，因此控制Q920和Q915交替导通。

24V的电压就会被Q908和Q911组成的推挽电路和Q907和
Q910组成的推挽电路去驱动变压器T901.
当HDR2为高电平时，Q920截止。

24V经过R902、R926、R925使Q908导通，此时24V经过Q908后流过T901的初级，后再经过C911，同时LDR2为低电平，将Q915的漏极经拉低，此时Q910导通，也就是24V可以流过绕组。

因为T901的次级变压器的两个绕组同名端相反，因此电位也相反。

Q901和Q902轮流导通，同时Q904和Q903也轮流导通。

当Q901和Q903同时导通时，VBUS电压经过Q901流到T904的P2再从P1流出经
39
过Q903到地。

OZ9926的关键引脚实际电路介绍LDR1和HDR1为一组轮流输出高低电
平。

LDR2和HDR2为一组轮流输出高低电
平。

这两组输出进过放大去控制四个MOS
管的导通，产生高频方波。

40
RPT脚:该脚为定时电阻脚，一般外接一个电阻到地或到基准电压脚，改变电阻大小，可改变输出驱动脉冲的频率。

CT脚:为定时电容脚，一般外接一个电容到地，改变电容大小，可改变输出驱动脉冲的频率。

这两个脚通过外接的电阻和电容连接在一起，共同改变输出驱动脉冲的频率。

其中设置RW977就可调整输出的驱动脉冲的频率。

41
亮度控制信号
DIM经过相关的电阻、电容电路后加到PWM控制IC的亮度控制脚PDIM ，这是一个从数字板过来的一个模拟直流控制电压，LCT（调光频率设置）产生的三角波与DIM脚电位进行比较，产生需要的方波。

改变DIM电压，可以改变方波的占空比，通过控制PWM驱动脉冲宽度来改变MOS管的导通时间，从而控制灯管的亮度。

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灯管过压检测：
通过电容对输出电压检测后在经过二极管整流后送到灯管过压检测脚。

灯管电压越高，反馈电压越高，通过这个电压控制OZ9926的输出。

当反馈电压超过IC设定的阀值时会切断输出以保护灯管。

VSEN的阀值=OVPT电压
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灯管电流检测：
通过电阻对输出电压取样后在经过二极管整流后送到灯管电流检测脚。

灯管电流越大，反馈电压越高，通过这个电压控制OZ9926的输出。

当反馈电压低于2.4V时启动保护，TIME脚电容开始充电，当电压冲充到2.9V时进入保护，关闭输出。

当反馈电压高于3V时启动保护，TIME脚电容开始充电，当电压冲充到2.9V时进入保护，关闭输出。

我们可以通过RW978来调整过流保护点的设定值。

44
软启动电路补偿：
该脚电压决定芯片输出的占空比，电压高，占空比大。

保护后电压为0V.
45
关闭延迟器：
内部电流源给C915充电，第15脚上的电压达到一定值后，关闭输出。

保护后电压为：0V.
46
ENA：背光使能控制OVPT脚
该脚为输出电压的过压保护点设置。

接连到参考电压，通过
R969和R932分压后设置保护点的电压。

47
变压器次级的电流（灯管电流）通过R959，R961等电流取样电阻转换为电压，通过整流、分压、滤波后送到IC的第13脚，通过IC内部的检测，调整四个驱动的相位差，改变初级线圈占空比达到次级电流恒定。

启动点灯时以最大占空比工作（不受DIM控制），第13脚电压如果低于2V（2.5*0.8），则定时器动作，TIMER电容开始充电，达到2.9V之后保护，切断输出。

48
T904输的高压经过
C901、C906、C930的
分压后取样
T903输的高压经过
C902、C905、C931的
分压后取样
这两个取样电压经过D916整流后送到IC的第12脚，正常工作时如果该脚的电压高于OVPT（第16脚）电压， TIMER电容开始充电，达到2.9V之后保护，关闭输出。

49
IPL42的灯管拉弧检测电路分析-1
C913取样的拉弧电压
经过D901整流后的直
流电压，送到Q922的
B极。

通过C913取样的拉弧电压达到Q922的导通电压，则Q922
进入导通状态，同时会使Q924也导通，将VREF（5.5V）
分为三路。

第一路通过D902送到IC第12脚（输出电压检测脚），让
过压保护动作；
50。