一種應用于大尺寸LED屏的背光驅(qū)動設計

近年，電視機顯示屏已經(jīng)逐步從CCFL時代過渡到LED時代。顯示屏日益大型化，LED背光驅(qū)動技術(shù)也是不斷發(fā)展。

　　

傳統(tǒng)的LED驅(qū)動采用升壓型Boost電路，簡化電路形式如圖1所示。

圖1

升壓型的LED背光驅(qū)動，其輸入電壓VIN低于LED Light Bar的管壓VF，通過V1、L1、D1進行升壓，LED定電流和電流平衡控制模塊實現(xiàn)電流控制。

圖1中，多路的LED Light Bar存在一個VFmax (VF最大值)，每路VF電壓與VFmax的電壓差為△VF =（VFmax-VF）。如流過每條LED Light Bar的電流設定為ILED的話，則每路的功率損耗P=△VF×ILED。該損耗最終加在LED定電流和電流平衡控制模塊上，產(chǎn)生發(fā)熱，整個驅(qū)動電路能效降低，造成能源浪費。

解決該問題可以有兩種方法：

1、LED Light Bar廠家控制每條Light Bar的VF電壓，保證VF電壓的一致性，減小△VF，也就是需要篩選單顆LED，嚴格控制VF范圍。

2、改變LED驅(qū)動電路形式，驅(qū)動技術(shù)進行創(chuàng)新，采用降壓型的開關(guān)電路。

降壓型LED驅(qū)動采用降壓型開關(guān)電路，簡化的電路形式如圖2所示。

圖2

輸入電壓VIN高于燈條的VF電壓，通過開關(guān)管、電感、續(xù)流二極管進行降壓，LED定電流和電流平衡控制模塊實現(xiàn)電流控制。

為了減小流過LED的紋波電流，電感電流一般工作在電流連續(xù)模式，電感的電流波形如下圖3所示

圖3

圖4 圖5

動作原理如下：當開關(guān)管導通時，電路簡化為圖4，開關(guān)管從t0時刻導通，到t1時刻截止，t0~t1時間為TON時間。在TON時間，電感電流iL電流變化為△iL，

VIN-VO=L(diL/dt)=L(△iL/△t)= L(△iL/TON) （1）

當開關(guān)管關(guān)斷時，電路簡化為圖五，開關(guān)管從t1時刻截止，到t2時刻導通，t1~t2時間為TOFF時間。在TOFF時間，電感電流iL電流變化為-△iL，此時電感L上的電壓為（忽略續(xù)流二極管的壓降）

- VO = L(diL/dt)=L(-△iL/△t)=- L(△iL/TOFF) （2）

TON + TOFF=T （3）

VIN電壓已知，燈條的電壓VO和電流也已知，設定iL電流的△iL，可以為10%~30%的iL，考慮到開關(guān)損耗，一般開關(guān)頻率f可設定在50~200K。

因此根據(jù)公式（1）、（2）和（3），可以計算出電感L的感量。

如果覺得電感L太大，可以適當增加△iL或者適當提高開關(guān)頻率f 。