基于Boost拓扑侧导光LED背光源电容平衡式驱动电路设计.docVIP

基于Boost拓扑侧导光LED背光源电容平衡式驱动电路设计 　　摘 要：以Boost拓扑电路为基础，运用电容平衡的方式设计实现了一路Boost升压电路驱动两串LED灯条，同时恒流工作的LED背光源驱动电路。 　　关键词： LED背光源；Boost拓扑；电容平衡；保护电路 　　中图分类号：TN312+.8 文献标识码：B 　　 　　The Design of Capacitor Balanced Driver for Edge-lit LED Backlight Based on Boost Topology 　　 　　MENG Xian-ce1, LIU Wei-dong1,2, QIAO Ming-sheng2 　　（1. Dept. of College of Information Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao Shandong 266100, China; 2. Hisense Electric Co., Ltd, Qingdao Shandong 266071, China） 　　 　　Abstract: Based on boost topology, this paper introduces a LED driver circuit that uses a capacitor to achieve one boost circuit drive two strings of LED light string work in a constant current mode. 　　Keywords: LED backlight; boost topology; capacitor balanced; protect circuit 　　 　　引 言 　　 　　 侧导光LED背光源以其能够支持液晶电视超薄化和节能环保设计的优势，正在得到广泛的应用。 　　 目前，大尺寸的液晶屏要有多串LED灯条做背光源，多采用Boost拓扑的LED驱动电路进行驱动，一般以一路Boost驱动一串LED灯条的方式实现恒流控制的目的，每路都需要一个升压MOS管和一个调光MOS管，并且每路输出都需要电解电容满足LED正常工作，系统所使用的器件多，成本较高。 　　 本文基于Boost拓扑电路，设计实现一种具有电容平衡功能的侧导光LED背光源驱动电路，能够实现一路Boost电路驱动两串LED灯条，可减少元器件使用，降低系统成本。 　　1 基本原理 　　 　　 Boost拓扑电路即升压（Boost）变换器，是一种从低压输入得到高压输出的开关调整器。其工作过程包含能量存储和能量释放两个阶段，开关导通期间，电感储存能量，输出电容单独为负载提供电源；开关断开期间，储存了能量的电感与输入电源串联共同为负载提供电源。 　　 电容是开关电源中常用的元件，具有储存电能和传递电能的作用。电容的充放电过程存在C=Q/U和Q=It的关系，其中C为电容器的容量，Q为电容器存储的电荷量，U为电容器两端电压差，I为充放电电流，t为充放电时间。在选定的电容量C条件下，只要设置适当的时间，即可实现电容充电和放电的电荷量相等，起到平衡连接在电容两端的电路电流的作用。 　　 　　2 系统架构 　　 　　 基于以上原理，我们设计了一种电容平衡式LED驱动电路，其系统框图如图1所示。 　　 该LED驱动系统包括六部分功能电路，在LED驱动控制芯片的控制之下，各功能电路协调工作，通过电容平衡实现一个Boost电路驱动控制两串灯条同时恒流工作。 　　 　　3 电容平衡式驱动电路系统 　　 　　 图2所示为电容平衡式驱动电路系统原理图。 　　 　　3.1 LED驱动控制芯片及其外围电路设计 　　 本设计所选择的芯片为安森美半导体公司的NCP1252芯片。该芯片是一款基于电流模式脉冲宽度调制（PWM）的驱动控制芯片，目前大多应用于AC-DC类反激电源当中。本系统通过给NCP1252芯片以12V的DC电压供电，使芯片的驱动输出电平为12V，具有较强的驱动能力。通过设置芯片的Rt脚和SS脚，使电路工作在180kHz频率下，保证芯片频率稳定，驱动开关损耗较小，同时保证本系统的电磁兼容（EMC）效果最佳。 　　 　　3.2 DC-DC升压电路 　　 为保证LED灯的光效，要求驱动电路工作在恒流控制模式，输出到LED灯的电压可以动态调整。本系统采用工作在不连续模式的Boost电路，实现升压系数随负载变化的可调性，达到动态输出电压恒流驱动LED的目的。本设计中利用Boost电路的电感输出端输出功率，便于电容平衡电路的工作，实现一路Boost电路