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LED背光驅動電路原理分析

 紅喜家電維修 2017-04-04

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LED背光驅動電路原理分析

該部分電路主要由集成塊IC8101(LD7400)組成,見下圖。LD7400是通嘉公司生產的異步電流模式升壓控制器,可以在10.5V28V電壓范圍工作。該器件具有斜率補償、輸入電壓欠壓鎖定、輸出電壓短路保護、可編程振蕩器頻率、熱關斷保護等功能。 


1.背光開關控制電路

  背光開關控制電路較為簡單,主要由主板發(fā)出的開關控制信號ON/OFFQ8302、IC8101(LD7400)腳構成。二次開機后,背光開關控制信號ON/OFF由低電平變?yōu)楦唠娖?,?/span>CN990313腳送入到二合一電源板。該信號經R8304R8305分壓后,加到Q8302的控制極,Q8302飽和導通,相當于把R8306-端接地,IC8101內電路檢測到這一信號后,使IC8101進入正常工作模式。


2.升壓電路

  本機采用自舉升壓電路結構把+36V電壓升高到78V電壓,為LED背光燈供電。它的好處是:當功率轉換電路未工作或功率管短路時,輸出的電壓低,不會使LED過流而損壞,同時可以避免開機瞬間沖擊電流對LED的影響。

  

二次開機后,+12V電壓直接加到LD7400腳,LD7400啟動工作。當開關控制信號ON/OFF變?yōu)楦唠娖绞?/span>Q8302飽和導通時,LD7400內部控制電路檢測到這一情況,從腳輸出PWM脈沖。當腳輸出高電平時,該信號經R8104R8105加到Q8101的柵極,Q8101飽和導通。+36V電壓經L8101Q8101R8107到地,電感L8101儲能,感應電動勢為上正下負。當腳為低電平時Q8101截止,Q8101的柵極電荷經D8101、R8104回到LD7400腳內部。流過L8101兩端的電流被截斷,L8101感應的電動勢變?yōu)樯县撓抡?。此時,L8101感應的電動勢疊加上+36V的輸入電壓,形威78V電壓作為LED背光燈的驅動電壓。


3.電流穩(wěn)壓電路

  因LED對電流要求嚴格,因此本電源穩(wěn)壓取樣采取電流取樣模式,從電流檢測電阻R8201、R8202R8203R8204、R8205、R8213上取得經LED燈管的電流大小信號送入ICFB腳,調整驅動脈沖占空比實現(xiàn)LED驅動電流控制。

LED-SOURCE電壓產生后,從接LED燈串的插座CN890112腳和腳接入,送往LED燈條,LED燈條的另一端經CN8901腳和腳(LED-1)與背光燈驅動電路中Q8203的漏極相接。R8201—R8205R8213為電流檢測電阻,R8211、R8208/R8214IC8201為基準電壓形成電路,12V經基準電壓形成電路將FB點電壓抬升到2.5V左右,完成該信號與IC8101腳內部電路匹配(腳輸入電壓要求在2.5V左右,內部電路才能正常工作)。

  

當某種原因造成流過LED燈條的電流過大時,流過電流檢測電阻兩端的電流增大,電流檢測電阻R8201等電阻兩端的電壓升高,使FB電壓升高,經lC內部邏輯處理電路控制后,腳輸出的PWM脈沖占空比就會減小,使Q8101導通時間縮短,L8101儲能時間下降,LED-SOURCE電壓降低,使流過LED燈條的電流減小。當某種原因造成LED背光板的電流過小時,穩(wěn)壓過程與上述過程相反。


4.調光控制

  由于LED發(fā)光二極管的發(fā)光亮度對電流變化很敏感,微小的電流變化都會造成LED的亮度變化,再加上LED發(fā)光二極管允許流過的電流大小有限,稍微低一點或高一點就會造成LED發(fā)出的光線顏色改變,因此,很難用調節(jié)電流的方法來調節(jié)LED發(fā)光亮度。所以,LED發(fā)光二極管一般都采用PWM脈沖調光的方式來調節(jié)亮度。

  

本電源使用的是PWM調光,即利用人眼的視覺特點,通過單位時間內,LED亮滅時間的比例,來達到調整LED亮度的目的。本電源的調光控制分兩部分完成,一路控制IC8101,使IC8101腳無脈沖輸出;另一路控制Q8203,使LED背光板電流通路瞬間斷開。

  

主板送來的背光亮度控制信號DIMCN9903腳輸入,一路經R8103R8102分壓后,加到IC8101腳。當DIM信號為高電平時,送入腳的信號也為高電平(大于2V),IC8101內部電路正常工作,腳輸出正常的驅動信號,LED背光燈正常點亮;當DIM信號為低電平時,送入腳的信號也為低電平(小于1V),內部控制電路使腳輸出低電平,Q8101截止。

  

另一路直接送入Q8202的基極。當DIM信號為高電平時,Q8202飽和導通,Q8201導通,Q8203的柵極為高電平飽和導通,LED背光板有電流流過而發(fā)光;當DIM信號為低電平時,Q8202截止,Q8201因基極為高電平而截止,從而使Q8203的柵極無電壓,Q8203也截止。LED中無電流通路不發(fā)光。由于DIM信號的頻率是在100Hz—800Hz之間,遠高于人眼的視覺暫停的界限,所以人眼看不見背光閃爍。


5.保護電路

  保護電路主要由過壓保護電路、LED背光開路保護電路、過流保護電路及過熱保護電路組成。

(1)過熱保護

  過熱保護電路主要是限制集成電路總功率耗散。當集成電路內部溫度達到150時,集成電路內部保護電路動作,關閉PWM信號輸出。

(2)過壓保護電路/LED背光開路保護電路

  在LED背光板負載開路或者輸出電壓過高時,必須使芯片進入保護狀態(tài),從而使芯片停止工作。當負載開路時會導致FB上的反饋電壓一直為低電平,LD7400則會一直工作在最大占空比狀態(tài),同時由于電感L8101沒有退磁通路,輸出電壓LED-SOURCE會越來越高。

  

最終結果是損壞LED驅動電源。因此,本電源加有過壓保護電路/LED背光開路保護電路,它主要由可控硅Q8301及外圍電路構成。當負載開路或LED-SOURCE電壓異常升高時,該電壓使穩(wěn)壓管ZD8301導通,ZD8301導通后,Q8301導通,主板送入的背光開關控制信號ON/OFF信號被Q8301短接到地,Q8302截止,R8306從電路中斷開,IC8101內部控制電路檢測到這一信息后,關閉腳的PWM脈沖信號輸出。


(3)過流保護

IC8101腳內置有過流比較器。當LED -SOURCE的負載過重或其他原因造成流過Q8101的電流增大時,流過R8107兩端的電流也跟著升高,R8107兩端的電壓升高,該信號經R8109加到IC8101腳(內部OCP比較器的正端)。當電壓達到()5V時,OCP比較器翻轉,過流保護電路動作,關閉腳的PWM脈沖信號輸出。


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