采用高亮度LED背光源的液晶顯示模塊

3．3 背光驅(qū)動(dòng)及原理
本顯示器背光板采用直下式背光，160個(gè)LED按8串10并共2組均勻排列在90mm×64mm的印制板上。恒流源一組電路圖如圖2所示，共兩組。

(1)當(dāng)MOSFET打開(kāi)時(shí)，12V從L1流過(guò)MOSFET到地，即引腳SW接通到地，D2截止，L1根據(jù)指數(shù)曲線(xiàn)儲(chǔ)能，L1的儲(chǔ)能不會(huì)流向C2。
(2)當(dāng)MOSFET關(guān)閉時(shí)，L1的電流從D1流到C2，由于L1的電流不能突變，根據(jù)U=I*R(R為從D2-LED-R3的總電阻)，因此會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高于12V很多的電壓，根據(jù)公式

8個(gè)LED串聯(lián)，每個(gè)按3．2V算Vout=25．6V，R2取12kΩ。
根據(jù)上述公式計(jì)算出R1=240kΩ。
(3)流過(guò)R3的電流形成反饋電壓給FB引腳，從而調(diào)整脈寬，達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的。
SHDN引腳接VIN時(shí)內(nèi)部以固定頻率1．6MHz開(kāi)關(guān)，接地時(shí)輸出為0，本電路接控制電路的脈寬調(diào)制信號(hào)(PWM)來(lái)控制輸出脈沖的大小，從而改變LED的亮度。
反饋電阻R3在這里起的就是限流作用，F(xiàn)B引腳在SHDN為高時(shí)(此時(shí)即PWM脈寬為最大時(shí))始終保持1．23V，取R3=8．2Ω即流過(guò)LED的電流為(1．23+0．4)／8．2約為198mA。由于10路并聯(lián)，所以每一路(8個(gè)串聯(lián))的LED最大電流為20mA。所有的LED加在一起總功耗為0．02×3．2× 160=10．24W。此時(shí)外接穩(wěn)壓電源12V的輸出電流為0．98A，除去芯片自身功耗50mA，可得效率為10．24／(12×0．93)=0．91。
這是一個(gè)相當(dāng)高的效率，盡管電流降了很多，但此時(shí)的顯示模塊仍達(dá)到了800 cd／m2，完全達(dá)到了顯示器指標(biāo)要求。

4 設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)
(1)由于160個(gè)LED發(fā)光管焊接在很小的印制板上發(fā)光必然造成溫升，而溫升越高效率越低，因此必須要采取一些散熱處理和功率限制。為了散熱，LED背光印制板采用了鋁基板制造，并和外殼緊密結(jié)合，使顯示器內(nèi)部的熱量能夠?qū)У酵獠俊?br /> (2)二極管應(yīng)該選用肖特基二極管，外圍電容器最好選擇多層的陶瓷電容器，對(duì)于高頻的開(kāi)關(guān)型轉(zhuǎn)換器來(lái)說(shuō)，陶瓷電容器具有最低的等效串聯(lián)電阻和最高的諧振頻率。輸入電容器C1有助于減小輸入端的紋波，通常我們可以選擇2．2μF的陶瓷電容(選擇較大的容值電容器也可以)。對(duì)于大部分的應(yīng)用來(lái)說(shuō)輸出電容器C2的取值可以選擇47μF。所有的外圍器件應(yīng)該盡可能地靠近LM2733，推薦使用4層的PCB板，采用內(nèi)部的地線(xiàn)層。因?yàn)镃2和D1上的寄生電感將會(huì)增加噪聲，所以L(fǎng)1，D2和C2之間的連線(xiàn)應(yīng)該盡可能的短。反饋元件R1，R2，R3應(yīng)該盡可能的靠近FB引腳，這樣能減少?gòu)腇B引腳引入的噪聲。
(3)PWM脈寬調(diào)制信號(hào)由單片機(jī)產(chǎn)生控制，使LED能均勻地發(fā)光且發(fā)光效率最高。

5 結(jié)束語(yǔ)
本文通過(guò)傳統(tǒng)的CCFL冷陰極熒光燈背光源和高亮度LED背光源性能對(duì)比，確認(rèn)LED背光源必將廣泛應(yīng)用于各類(lèi)顯示設(shè)備。并通過(guò)應(yīng)用NS公司的IM2733芯片作為恒流源，制做了一款高亮度LED背光源液晶顯示模塊，達(dá)到顯示效果和亮度指標(biāo)。目前隨著LED背光源的廣泛應(yīng)用，LED發(fā)光管數(shù)量的不斷增加，功率更大，功能更全的芯片(LM3432、LM3675、LT3476等)相繼作為恒流源被廣泛應(yīng)用于實(shí)際工作中。