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LED背光恒流源及脱机维修
来源:本站整理  作者:佚名  2014-07-21 09:31:22

    LED背光源以其体积轻薄,绿色环保,功耗低亮度高,色彩表现力好,寿命长等优点在液晶电视中已经取代了CCFL背光源。LED的中文名字就是发光二极管,所以它本身就是二极管,因此它的伏安(VI)特性和一般的二极管伏安特性非常相似。但是LED的伏安特性并不是固定的,LED的伏安特性具有负温度系数的特点,是随温度而变化的,正向电压的微小变化会引起正向电流的较大变化。其电流的变化不仅会影响到LED的使用寿命,更重要的是会影响到LED的色谱和色温。因为色温的偏移,显示的彩色画面就会随之产生色差,而人眼对彩色的偏差是十分敏感的,这是液晶电视不允许的,所以液晶电视中LED背光必须采用恒流源的开关电源供电,我们有时称为恒流板。
    什么是恒流源呢?在我们的日常维修中,接触到的开关稳压电源基本都是恒压源,不管负载开路还是负载电流在一定的范围内变化,输出电压保持稳定不变。而恒流源则是在负载变化的情况下,能相应调整自己的输出电压,输出电压不是一个固定值,而是一个范围,使得流过负载上的电流保持恒定不变。恒流源的开关电源实际上就是在恒压源的基础上,在输出负载回路上,加上一个阻值较小的电流取样电阻,反馈给电源控制部分,形成一个闭环调节回路,电路保证这个取样电阻上的压降不变,来实现恒流输出;要注意的是恒流源不能开路工作,一旦开路,由于输出电流为零,内部电路会不断调整加大输出,造成输出电压过高击穿某些元件,因此所有恒流源必须设有输出过压检测和保护电路,当检测到电压过高时,保护电路动作,限制电压的继续上升;或者保护电路动作,锁定电路停止工作,以保证电路的安全。
    下面通过分析在海信电视中大量采用的一款由芯片AP3843CP组成的LED背光恒流供电电路来认识恒流源,如图1所示。

    A3843CP,和我们熟知的3842是同一类芯片,除了启动电压和欠压保护电压略有不同外,其他功能基本相同,本文仅分析其工作过程及其脱机维修。
    1.LED背光供电的启动
    如图2所示,当主板发出的背光开启信号SW和亮度PWM控制信号DIM同时送到背光部分后,V914、V912饱和导通,三极管V942截止,VD832反偏截止,AP3843CP进入正常工作状态。另外背光供电升压电路和亮度控制电路都在PWM亮度控制脉冲的控制下同步工作(当PWM脉冲为高电平使V905导通,灯条为点亮状态,电流形成回路时,背光电路也处于正常工作状态,反之,则背光电路处于停止工作状态)。这样设计一是恒流源在正常工作时负载不允许开路,另一个也是做到了节能。

    2.电路工作过程
    正常工作时AP3843CP产生频率固定脉宽可调的激励脉冲,从⑥脚输出推动功率管V902的导通和截止,当⑥脚的激励脉冲为高电平时,通过灌流电阻R979加到V902的栅极,V902导通,90V电压通过储能电感L906及导通的V902流通到地,此时电感处于储能状态,L906上的自感电势极性为左正右负;当⑥脚的激励脉冲为低电平时,通过灌流电路的VD923, R978迅速拉低V902栅极电压使V902进入截止状态,因电感中的电流不能突变,此时电感中的自感电势极性变为左负右正,与90V电压相叠加,经过升压隔离二极管VD902整流,C909、C931滤波后得的电压,为LED灯条供电。
    ILED背光供电升压电路过流保护电路
    R922、R941、R921为升压回路中电流检测电阻,当电路电流过大时,检测电阻上的压降也相应增大,这个电压送到N901的③脚,当这个电压大于1V时,芯片内保护电路动作,减小输出PWM脉冲波的占空比,让输出电压变低,电流减小。
    4.LED恒流控制部分
    如图3所示,电阻R934就是恒流检测电阻,这个电阻上的压降反馈到N901(AP3843CP)的②脚反馈电压输入端,在我们·以往常见的开关电源中,这个脚反馈回来的一般都是输出电压的取样电压,用来保证输出电压的稳定;而本电路中,反馈回来的却是LED灯条回路的电流在R934上的压降,N901根据这个反馈电压的高低,与内部的2.5V基准电压进行比较来调整⑥脚输出脉冲的占空比,在一定范围内调整LED灯条供电电压的高低,达到LED灯条恒流的目的。我们可以通过调整这个电阻的大小,来设计调整LED灯串恒流电流的大小。

    5.LED灯条回路异常输出过压保护(限压)电路
    通过上面介绍我们知道,恒流源会根据负载的变化自行调整输出电压的高低,来达到恒流的目的,恒流源的负载不允许开路,为了防止LED灯条回路出现异常,输出电压过高对电路造成损坏,必须设有限压保护电路。
    当LED灯条开路或插座接触不良,及V905变质损坏造成回路出现异常时,输出电压会出现异常升高,当达到设定的最高值时,电阻R926、R940、R944、R937分压取样后的OVP点的电压,也随之升高到5.6V(Vbe+Vref)、V917由截止状态变为导通,V917集电极电压变低导致V945、V943也随之导通饱和,把COM端电压拉低至0V、N901的①脚COMP端降低为0.7V,芯片停止工作,当电压降至最高电压保护值以下时,V917截止,芯片再次进入工作状态,让输出电压保持在设置的最高电压值上,限制电压继续上升。二次升压过压保护电路如图4所示。

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