CAT4026是安森美公司生产的高性能六路恒流LED控制器，外围电路简单，是一种低成本、高效率大面板LED背光控制芯片，现已广泛用于大屏幕LED液晶彩电中。
    该芯片内含6通道LED恒流控制电路，并对每个LED通道电流的精确匹配和控制；设有自适应反控制电路，可大幅提高升压电路工作效率；支持PWM脉冲和模拟电压调光控制方式，并具有灯串开路保护（OCA ）、灯串局部短路保护（SCA）、热关断保护（150℃）等功能。该IC的内部框图如图1所示，引脚功能见表1。



    该方案电路多用于大屏幕液晶彩电中，下面以长虹3D50B4500i智能液晶彩电为例，对其LED驱动电路进行分析。该型彩电采用HSM40D-4MC型超薄二合一电源板，即将待机电源、功率因数校正电路和LED驱动电路安装在一块印制板上。待机电源输出12.3V电压，供给信号板及背光驱动的前级电路。
    该机的LED背光驱动电路主要由集成块U501（NCP1251） 、 U701（CAT4026）及外围元件组成，U501及外部元器件组成40V电压形成电路（该部分电路称为主电源），仅给LED灯串供电。此40V电压为LED驱动电路未工作时所有，在LED驱动电路正常工作后，40V电压会升到约120V。

    一、40V电压形成电路
    40V电压形成电路主要由U501、T501及外围元器件构成。开机后，功率因数校正电路输出的PFC电压经开关变压器T501的⑥一③绕组加到Q501的漏极，VCC2电压经C502、C503退藕滤波后加到U501的⑤脚，40V电压形成电路进入工作状态，从⑥脚输出驱动脉冲，经Q502、Q503组成的推挽电路放大后，加到Q501的栅极，电路如图2所示。

    1．启动控制
    当U501的⑥脚输出高电平时，该信号经R505加到Q502 （NPN ）和Q503 （PNP）的基极，Q503截止，Q502导通。VCC2电压经R510、Q502、R506加到Q501的栅极，Q501导通。PFC电压经T501的⑥一③绕组、Q501、R502到地。由于流过电感线圈的电流不能突变，因此流过变压器T501绕组的电流呈线性从零逐步增大。当线圈中流过电流时，就一定会产生磁场，因此把电能转变成磁能，储存在开关变压器T501中，此时初级绕组的感应电动势为⑥脚正③脚负。
    当U501输出低电平时，该信号经R505加到Q502 （NPN）和Q503（PNP）的基极，Q502截止，Q503导通。Q501栅极的电荷经R506、Q503 、R502到地，Q501截止。PFC电压经T501的⑥-③绕组、Q501、R502到地的电流回路被切断。由于流过电感线圈的电流不能突变，因此流过变压器T501的⑥-③绕组的电压方向瞬间反向，感应电动势为⑥脚负③脚正，产生尖峰脉冲电压，叠加上电源输入的稳定400V直流电压，会造成约800V左右的尖峰电压。此时，二极管D501导通，尖峰电压经R501和C501馈入400V直流电源，迅速降低尖峰脉冲电压，有效避免功率管Q501因尖峰电压过高而损坏。
    当有交变的电流流过开关变压器T501的⑥-③绕组时，变压器的次级绕组均会按线圈比例产生感应电压。T501次级⑦-12绕组产生的感应脉冲经DD601、D602整流，C601、C602、C603和L402滤波后，形成40V的直流电压，为LED驱动电路预供电。待LED驱动电路正常工作后，电压上升到120V左右。采用此种控制方法的好处是：当LED驱动电路未工作时，输出的电压低，不会使LED过流而损坏，同时也可以避免开机瞬间冲击电流对LED的影响。
    提示：NCP1251是一个高度集成的峰值电流模式控制器，采用低功耗反激方式，内部工作频率为65kHz-100kHz。当负载功率下降时，控制器进入突发模式，开关频率降低为26kHz；如果负载继续降低，则控制器进入自动跳频工作模式，这样尽可能减小功耗，并保持较高的工作效率。
    2.稳压控制
    当LED驱动电路没有工作或输入电压升高时，40V也跟着升高，通过R607 、 R608和R609分压后的电压也跟着升高，加到IC601控制端的电压也就升高。IC601输入的电流增大，流过光藕 N501内部的发光二极管电流也跟着增大。发光二极管发光强度增加，光藕N501内部的光敏三极管等效电阻降低。从U501的FB端子（②脚）流出的电流增大，FB端子电压下降，经集成块内部电路处理后，使U501的⑥脚输出的PWM脉冲占空比减小，开关管Q501的导通时间减少。开关变压器T501的储能时间减少，放电时间增加，次级整流输出的40V电压也跟着降低。当输出的40V电压过低时，稳压过程与上述过程相反。C605和R606组成消谐振电路，防止IC601进入谐振状态，避免稳压环路失控。
    当LED驱动电路没有工作时，由于负载需求功率小，D601、D602整流，C601、 C602、 C603和L402滤波后形成的电荷泄放很慢，电压保持在固定值的时间较长。经稳压环路控制后，使U501的FB输入端②脚的电位逐渐下降，当②脚电压下降到1.5V时，内部振荡频率开始降低，电源进入跳周期工作状态，当②脚电压进一步降低到低于0.8V时，振荡频率降低到最低的工作频率26kHz。此时，40V电压逐渐降低，经控制环路控制后，U501②脚的电位逐渐上升，U501开始工作，40V电压上升，40V电压上升后，又使U501进入跳周期模式的截止状态。从而使电源在待机或待机电路空载时，降低了电源功耗。

    二、LED驱动开／关控制电路
    LED驱动开／关控制电路较为简单，主要由主板发出的开／关控制信号BL -ON和Q711、 Q708 、Q709 、 IC701和U701（CAT4026）的①脚组成，如图3所示，Q709 、 IC701及外围元器件组成5V稳压电路，使U701的供电稳定。通电后，待机电源输出12.3V电压，通过R730、K729加到Q711的发射极，此时由于Q708截止，Q711也处于截止状态，无＋5V电压输出。

    二次开机后，LED驱动开／关控制信号BL-ON由低电平变为高电平，从CON404的⑧脚送入，经R722和R723分压后，加到Q708的控制极，Q708饱和导通，相当于把R733一端接地。此时，Q711的基极电流经R733到地，Q711饱和导通，集电极输出12V电压，加到Q709的集电极。
    同时，Q711集电极输出12V电压也通过R724加到Q709的基极，Q709导通，发射极输出电压。该电压一路经R726和R732分压后，加到IC701的参考控制端R极，则IC701的K极（阴极）有电流流入，将Q709基极的电压拉低，使Q709的发射极输出稳定的5V电压，加到U701的①脚，为 U701供电。

    三、LED控制电路
    1，稳流控制
    白光LED的正向压降典型值是3.5V，但实际情况是部分白光LED在正向压降为2.79V时就导通，部分在2.99V时才开始导通，正向导通压降的偏差较大，这给电路设计带来一定的困难。同时，流过LED灯串的电流过大或过小，还会引起发光颜色的变化。本电路采用恒流驱动方式，并进行稳流控制，让流过LED灯管的电流相等，而不管LED的具体导通电压，从而使LED灯串上每一只灯的发光亮度基本相等。
    因LED对电流要求严格，故本电路的稳流取样采取检测LED灯串负极输出电流大小的方法。D603、D604、D605和D606组成四输入与门电路，负端分别接双极性三极管0701、Q702、Q703、Q704的集电只要任何一个双极性三极管的集电极电位比设定的VCS电位低0.6V以上，相连接的二极管就会导通，从而拉低26脚的VCS电压，相关电路如图4所示。

    当调整管Q701因基极电位为高电平导通时，40V电压经插座CON707的①、②脚送给屏内部LED灯串的阳极，其中一路LED灯串阴极的电流→CON707的④脚→Q701的集电极→Q701的发射极→限流电阻R701、R702→地。另外三路灯串的电流方向与此类似，这里不再赘述。
    电流流过LED灯串，LED灯串发光，U701的26脚电压经R720、D603、Q701、R701 /R702到地，在26脚上形成电流取样信号。当流过LED灯串的电流增大时，Q701的集电极电压必定随着升高，那么26脚输出的电流检测信号也会跟着增加，该信号和11脚输入的LED阳极检测信号检测比较后，送入内部电流检测电路，再与基准电压进行比较，输出控制信号控制灌流电路，使U701的16脚输入的灌流电流减小，对稳压取样电路（R607 、 R608、R609）的分流电流减小，IC601控制脚的电压上升，流过N601内部的电流减少，N601内部的发光二极管发光强度减少，经稳压电路处理后，使T501储能的时间减少，40V输出的电压降低（实际测试，接不同的背光板，此时40V电压应在110V～125V左右）。加在LED背光板上LED灯串阳极上的电压降低，流过LED灯串的电流下降，Q701的发射极电压降低，Q701的集电极的电压也跟着降低，U701的26脚输出的电流检测信号也会跟着降低。
    当流过LED灯串的电流减小时，电流稳定过程与上述过程相反。通过上述稳流过程，实现LED灯串的稳流控制。