大尺寸超薄側(cè)光式LED背光源設(shè)計(jì)

　　3.1 燈條設(shè)計(jì)

　　光源采用雙芯片白光LED，燈條分布在背光源的四周。為了達(dá)到更好的電流均一性，燈條采用串并混聯(lián)，實(shí)行兩并多串。為了取得更好的散熱效果，LED燈條采用鋁基板加工制作。整個(gè)系統(tǒng)輸入電壓為24V，此電壓由外部電源轉(zhuǎn)換器提供。

　　3.2 驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)

　　驅(qū)動(dòng)芯片是三路峰值電流模式PWM控制器，通過閉環(huán)控制輸出電流提供高精度LED電流。該芯片包含三個(gè)峰值電流模式控制器，給IC提供反饋，以確保更高效率和更高精度。芯片上的柵極驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行了優(yōu)化，用來驅(qū)動(dòng)0.25A源電流或O.5A沉電流的邏輯電平FET，每個(gè)輸出電流可通過線性或PWM調(diào)光方法進(jìn)行單獨(dú)調(diào)光。

　　該芯片的閉環(huán)系統(tǒng)能動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)它的輸出電壓，以適應(yīng)LED電流的線路和負(fù)載調(diào)整。單一封裝內(nèi)集成的三路驅(qū)動(dòng)器保證了每串間有更好的電流匹配，同時(shí)降低了整個(gè)系統(tǒng)的芯片數(shù)量。具有40V線性穩(wěn)壓器，提供5V電源給lC供電，三個(gè)轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率由內(nèi)部振蕩器控制，三路有1200的相位差，以降低輸入電流波紋。高壓驅(qū)動(dòng)，電流匹配度良好。LED串間電流精度為4-2％，支持線性和PWM調(diào)光。

　　圖3 PW_M_波形圖（D=75％）

　　3.3 散熱設(shè)計(jì)

　　由于LED的光效較低，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果不解決散熱問題，會(huì)導(dǎo)致LED發(fā)光亮度的衰減和使用壽命的縮短。為了抑制LED產(chǎn)生的熱量影響背光模組的輝度和色度，就要對(duì)LED進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)。

　　為了達(dá)到更好的散熱效果，將LED陣列焊接在鋁基板上（MCPCB），鋁基板比普通的PCB（FR4材質(zhì)的PCB）散熱效果要好很多倍。在鋁基板下面，設(shè)計(jì)了長(zhǎng)條形的散熱塊。在散熱塊和燈條之間貼敷導(dǎo)熱雙面膠，并用螺釘固定鋁基板和散熱塊。在背光源的四周熱量聚積地帶，貼敷帶保護(hù)膜的導(dǎo)熱片。為了降低熱阻，在LED焊盤上加導(dǎo)熱過孔。這樣，減少了PCB板垂直于熱流方向的截面積，從而減少了頂層和底層之間的熱阻而加強(qiáng)了LED燈熱量的傳導(dǎo)。最后，依靠電視機(jī)殼里的空氣對(duì)流將熱量散掉。

　　4 測(cè)試結(jié)果

　　本文所設(shè)計(jì)的液晶電視用超薄LED背光源為側(cè)光式結(jié)構(gòu)，光源采用白光LED。圖4所示為組裝后的LED背光源，厚度為9.9mm。利用BM一7進(jìn)行九點(diǎn)測(cè)試，中心輝度為5，500nit，亮度均齊性為82％，色彩還原性達(dá)到95％@CIE 1976。背光源整體功率為150W，其中LED功耗為135W，驅(qū)動(dòng)電路效率達(dá)90％。背光系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路屬于高壓驅(qū)動(dòng)，電路簡(jiǎn)單，電流一致性良好。

　　圖4 組裝后的背光源

　　5 結(jié)論

　　本文設(shè)計(jì)了一款大尺寸超薄液晶電視用LED背光源，中心亮度達(dá)到5，500nit，整體背光源功率為150W，亮度均齊度為82％。整機(jī)厚度為9.9mm，達(dá)到業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。本文設(shè)計(jì)的背光源已通過信賴性測(cè)試，為量產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。