二、LED背光驱动电路
电路图见图2。MP24830引脚名称和功能见表1。
值得注意的是:LED的亮度调节并不是通过调节输出电压高低来实现,而是通过调节LED亮暗占空比来实现的,就是说,LED是交替亮暗的,这个交替频率高,人眼无法分辨出来,通过调节在一个周期中亮的时间和暗的时间比来达到调节整体亮度。
LED背光电路是一个恒流电路,保证流过LED灯串的电流保持稳定。主开关电源变压器T7001次级的L3绕组产生的感应电压,经双线并绕的L7005加到整流管D7030、D7029的正极,分别经过C7083、 C7085滤波得到稳压的24V直流电压。在待机时该电压降低到14V。该电压加到LED灯插座P7003的①脚和②脚上,分别为两组LED灯串供电。
主开关电源变压器T7001产生的UR13.5V电源电压,一路直接加到MP24830的③脚作为VDD供电,另一路经过FB7005 ( 0.1Ω电流取样电阻)加到升压开关管Q7011的D极及芯片的过流检测输入端②脚CS端。
背光调光原理:主板发出的背光亮度调节电压OFL加到电源板插座P7002的⑨脚,再经87121加到芯片⑤脚,在芯片内部处理后从11脚输出调光方波,经R7138加到调光开关管Q7014的C7极。当芯片⑤脚的输入电压升高时,11脚输出的LED驱动脉冲串个数多时间宽度加宽,Q7014导通的周期个数多,LED背光管发光时间长,人眼感觉屏幕亮度变强。
LED背光的开启与关闭:主板送来的背光开、关控制电压经P7002的⑩脚STB进入LED电源板,经R7119加到芯片的⑥脚。当STB为3V高电平时,芯片⑥脚随之为高电平,芯片内部的背光电路开始工作,从11脚输出调光方波,Q7014开始导通,LED背光开始发光。
升压电路的工作原理:芯片①脚输出驱动方波加到升压开关管Q7011的G极。当正方波到来时,Q7011导通,产生的电流经P7002的①~③脚UR13.5V电源电压、R010、Q7011的D极-S极、L7009到地。电流流过L7009把主开关电源UR13.5V送来的电能储存在L7009之内。当芯片①脚输出的方波变为低电平时,Q7011截止,此时L7009产生感应电流经L7009的下端到地,再到储能电容C7113、续流二极管D7032及L7009的上端,构成闭合回路。上述电流给C7113充电,为下正上负,在C7113的负极到地产生-30V的电压加到LED调光开关管Q7014的S极,该-30V的电压与主开关电源送来的24V正电压串联叠加,作为LED背光灯串的供电总电压。
由以上的分析看出:背光芯片输出了两个驱动脉冲,一是11脚的DIMO,二是①脚的DR。这两个驱动各有什么功能?作用有什么不同呢?
在LED背光电路中,背光的亮度调节不是依靠改变LED灯的电流和电压来实现的,反之应当保持LED灯电流稳定不变,改变LED灯的亮度是靠改变LED灯发光与不发光,这两种状态的时间比来达到调光的目的。如果LED发光的时间短,而不发光的时间长,如此快速转换,转换频率高于47Hz,则人的眼睛感到发光比较暗,而且人眼睛感觉不到光的闪烁,感觉到的是稳压的光;如果发光时间长,而不发光时间短,则人的眼睛感到发光强、亮度高。
背光芯片11脚输出的是有间隔、断续的驱动脉冲串,改变前后脉冲串与串的问隔长短就能调光。而背光芯片①脚输出的DR驱动脉冲,是为了保持LED灯电流的稳定恒定。LED灯在刚开机或是在冬天的低温环境中,在工作电压不变的前提下,LED灯电流会偏小,发光会偏暗;而在夏天或是连续开机时间长了以后,LED灯温度很高,在同样的工作电压下,LED灯电流会增大,发光会变强。LED灯电流随温度的变化会缩短灯的寿命,同时LED灯发光的光谱和色温都不好。为此,需要调节背光芯片①脚DR驱动脉冲的宽度,改变LED灯的工作电压,使LED灯的电流保持在最佳值上。
过压保护OVP电路:C7113负极的一30V电压,经过R7131、R7132分压取样,把取样电压加在芯片的⑧脚。当该电压高于1.2V时,⑧脚内部的过压保护电路动作,让背光电路停止工作。
LED灯串的稳流电路:LED灯串电流流过Q7014 S极的电阻R7135~R7137,把LED灯串的电流转化成取样电压,经R7134加到芯片的反馈FB端⑩脚。当流过LED灯串的电流超过LED最佳电流时,加到⑩脚FB的反馈电压升高,经过芯片内部电路的作用,把芯片①脚输出的升压驱动正脉冲宽度变窄,使Q7011导通变窄,L7009中储能变少,使C7113负极电压降低,这使LED灯串的供电电压降低,使LED灯串的电流降回到最佳值之内。
升压开关管的过流保护电路:升压开关管Q7011的电流流过R010,在该电阻上产生压降。当升压开关管过流时,R010的左端电压下降,把该取样电压加到芯片的过流保护输入端②脚CS,芯片内部的过流保护电路动作,关断芯片①脚的输出,使升压电路停止工作,防止损坏零件。
芯片13脚和14脚是自举升压电路,作用是确保①脚输出的驱动脉冲幅度足够高,可靠地打开或关闭升压开关管Q7011。
背光故障指示电压ERROR的产生:背光电路工作正常时,从背光芯片的11脚输出驱动脉冲加到Q7015的b极,该管导通,把PNP三极管Q7016的b极接到低电平,Q7016的e极接的是13.5V供电,因此该管导通,c极输出13V,经过R7142、R7143分压得到3V电压。如果没有Q7017的作用,就会通过R7159送到P7002插座的⑧脚输出ERROR背光故障指示3V高电平。现在我们再来看看Q7017是如何工作的,升压电路在C7113的负极得到-30V电压,这个电压将击穿两个10V的稳压管D7036、D7037,负压经过R7148加到Q7017的e极,而该管的b极接地,该管导通,经过D7035的导通,把R7143的上端接到低电平,防止输出ERROR保护高电平。如果升压电路故障,没有产生-30V电压,则Q7017截止,Q7016的。极输出的高电平,就会经过R7142、R7159输出高电平,经P7002的⑧脚输出背光故障ERROR高电平。