目前市场出售的LED液晶电视,其实是指用LED光源代替了传统的CCFL光源作为背光源,并非真正的LED电视。采用LED光源,具有体积小、耗电量低、使用寿命长、高亮度等优点。LED背光源按安装方式分为直下式和侧光式,市场上的产品多数是侧光式。侧光式背光源由多个LED采用串联方式,组成LED灯条,灯条的数量随液晶屏的大小不同而不同,LC470WUL-STB1(ELED)型液晶屏内部侧部发光二极管排组如图1所示。
LED液晶电视背光源常用的是LED白光二极管一种电流器件,流过它的电流决定其发光亮度,为了保证LED亮度一致和色谱准确,LED背光源都采用恒流源驱动方式,单只工作时正向压降电压在3V~3.5V左右,不同的材料制成的LED其工作电流也不同,常见灯条的工作电流有60n A, 90mA,120n A。
在普通液晶电视中,背光驱动板驱动CCFL灯管,产生的是1000V以上的正弦波交流高压,所以也叫高压逆变器。而LED液晶电视背光驱动板驱动的是LED,产生的是直流电压,为LED提供恒流源。LED背光驱动板的任务就是把电源电压转换为驱动灯串所需的电压,这个电压取决于LED串联的数量,在工作过程中保证电流的恒定不变。在电路上,LED的驱动方式有两种:降压型(BUCK)驱动和升压型(BOOST)驱动,其中升压型驱动较常见。
LED背光亮度调节采用PWM方式,利用人眼的视觉惰性(视觉暂留),通过一定的频率向LED器件断续供电点亮LED,如果该频率超则选用100Hz甚至更高的,这样才能远超人眼的临界闪烁频率47Hz,人眼就会看到平均亮度,而不是LED的闪烁。通过控制PWM不同的占空比可以很方便得到不同的亮度,这相当于用改变LED导通的时间来改变亮度,而每次导通所达到的正向电流是不变的,所以其色谱也就不会改变。
一、背光驱动板工作原理
下面对康佳37MS92C的LED背光驱动板(KLD+L08OEl2-01,板号35014746)工作原理进行简单分析。
该机LED背光驱动板采用两块美国凹凸公司的LED背光控制专用芯片OZ9986构成,其各引脚功能见表1,每只芯片可同时驱动3路独立的升压电路和驱动6路独立的LED灯条回路,每路都是单独控制,当出故障时单独关闭这一路,其他路不受影响。两只芯片可驱动12只LED灯条为每只灯条提供120mA的恒定电流。芯片内部有LED灯条过流保护、过压保护、LED灯条断路保护、升压电路过流保护等功能。
1.供电5V电压的产生
OZ9986供电部分原理图如图2所示,为了提高电路可靠性,采用了两级稳压电路串联直接把电源提供的24V稳定在5V; 24V电压经过分压限流电阻R7021. R7022,R7024和三极管Q7002、电阻R7025,稳压管D7003构成第一级稳压电路,把电压稳定在12.5V; 12.5V电压又经过R7017、R7018 , R7019)分压限流加由Q7001,D7001组成的第二级稳压电路上,把电压稳定在3v,为芯片OZ9986提供工作电压)。
2.LED背光电压的产生
LED背光供电电压产生原理图见图3,该背光驱动板采用两块OZ9986芯片,每个芯片控制3路相同结构的升压型开关电路,并联产生背光工作电压,把电源送来的24V电压升为稳定的46.2V,为LED提供工作电压。3路并联的优点是可以提供更大的工作电路,每路的储能升压电感可以做的相对小一些,占用的空间更小,适应电视超薄的需求。因两块芯片6路升压电路结构完全相同,本文以第一路为例,分析其工作过程。
当芯片OZ998612、26脚供电电压5V正常,主板发出开启信号后,使能控制脚19脚电平为高电平(高于2.2v)时,芯片进入工作状态;⑩脚输出的驱动脉冲通过由D7176, R7150,R7147,R7159组成的灌流电路,加到开关管Q71 01的栅极,当⑩脚输出的脉冲为高电平时,Q71 01导通:24V电压通过储能电感L7101、开关管Q7101、过流检测电阻R7122, R7123,R7124,R71225形成回路,因电感中的电流不能突变,L7101中的电流缓慢上升,此时电感L7101处于储能状态,其两端感应电势为左正右负,当⑩脚脉冲变为为低电平时,Q7101截止,此时在电感两端产生的感应电压极性为左负右正,该感应电压和电源提供的24V电串联相加,经过D701整流,C7121 ,C7121滤波,得到稳定的46.2V电压。