一种宽色域直下式LED背光源驱动电路的设计.docx

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一种宽色域直下式LED背光源驱动电路的设计

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张志睿1，刘卫东1acute;2，乔明胜2

（1．中国海洋大学电子系，山东青岛266100；2．青岛海信电器股份有限公司，山东青岛266071）

摘要：文章介绍了一种宽色域LED背光源驱动电路，详细说明了LED驱动硬件设计流程，并简述了通过FPGA对驱动芯片进行前端控制的过程。

关键词：LED背光：DC-DC;脉宽调制：反馈

TN312+.8

：BADesignofWideColorGamutDirectLEDBacklightDriverCircuit

ZHANGZhi-ruil,LIUWei-dongl,2,QIAOMing-sheng2

(1.Dept.ofElectricalEngineering,OceanUniversityofChina,QingdaoShandong266100,

China;2.HisenseElectricCo.,Ltd.,QingdaoShandong266071,China)Abstract:ThispaperpresentsawidecolorgamutLEDbacklightdrivercircuit,introducestheprocessofhardwaredesignindetail,brieflyshowstheprocesshowtheFPGAcontroltheLEDdriver.Keywords:LEDbacklight;DC-DC;PWM;feedback

引言

LED背光源液晶电视以其特有的高性能获得越来越多地关注，目前市场上的LED背光源液晶电视大多以白光LED为主，对比CCFL背光电视，白光LED背光电视无论在色域、对比度还是安全、绿色环保方面都有其无法比拟的优势…。直下式背光模组的LED安装在背光模组底面，其出光可以高效率地耦合到液晶面板，在大尺寸LCD[来自www.LW5u.coM]应用中能保证均匀的亮度分布。而以红、绿、蓝三色LED按一定比例构成白光时，虽然能够大幅改进液晶电视的颜色与亮度性能，但由于过高的价格和难以克服的色衰不一致问题，一直未得到长足的发展。本文讨论以独特双色管芯白光LED光源作为液晶电视背光源，其采用三合一封装，由一个红色管芯和两个红色互补色管芯组成，实验证明其色域能达到NTSC(nationaltelevisionsystemcommittee)标准90%以上，但价格却远远低于RGBLED，且性能更加稳定。

相比普通白光LED背光源，本文讨论的大尺寸宽色域直下式LED背光源两倍于相同数量的白光LED通路数量，需要更多的驱动芯片以适应其需要，因此16通路的驱动芯片在性价比方面有很大优势。文中以16通路驱动芯片配合双路升、降压DC-DC控制芯片来实现双管芯LED背光控制，结构简单且控制方便。

1整体设计

整个背光驱动系统由DC-DC电路、LED驱动电路、反馈电路组成。FPGA对驱动芯片进行前端控制，设计中DC-DC为LED阵列提供稳定的电压，驱动芯片使LED阵列保持恒流，以达到LED灯串亮度的高度一致，并保证在整体电流不变的情况下，利用FPGA对输入图像信号进行亮度提取，产生对应占空比的PWM方波控制LED点亮或者熄灭，对LED进行亮度控制[引。驱动电路的反馈电路能使输出电压根据每串灯电压的数值进行自适应调节，使其输出电压保持在最佳值，并保证驱动芯片的高效率。整体框图如图1所示。

2硬件结构设计

2.1电源驱动模块系统设计

本系统电源提供24V电压，由于双色管芯白光LED需要两个不同的电压驱动，因此DC-DC控制器的选择尤为重要，考虑到DC-DC控制器的简易性，选择双路DC-DC以实现升、降压输出，简化了电源模块(DC-DC)的设计，将24V电源转换成各个模块所需电源。由于双色管芯白光LED灯不同颜色芯片的前向压降和驱动电流不同，因此需要不同的驱动芯片进行驱动。

由于LED的光特性通常都描述为电流的函数，而不是电压的函数，而且V1的微小变化会引起较大的lf变化，从而引起亮度的较大变化。所以，采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性，而且影响LED的可靠性、寿命和光衰，因此本设计中LED灯串采用恒流驱动。

驱动芯片整体电路主要分为电流调节电路和数字逻辑控制电路两部分，加上其它辅助电路实现完整的电路功能。电流调节电路主要用于通过外部调节电阻实现对输出电流大小的控制和调节，在保证LED灯可靠性与安全性的前提下，达到液晶电视背光模组的亮度需要。数字逻辑控制电路部分主要用