1.2 LED背光灯板电路结构

LED光源与CCFL光源相比，具有耗电量更少、使用寿命更长、色域覆盖更广、点亮速度更快等性能优势，而且使用的材料也更加环保，LED最终取代CCFL成为液晶彩电背光源是大势所趋。

LED液晶彩电根据LED背光源安装方式的不同，可分为直下式（点阵式）和侧下式（边缘式）两种。直下式是将很多单个LED灯按一定的密度，整齐地排列在整个液晶屏的背光灯板上，再通过扩展板，把背光源均匀地射出。其优点是亮度更高，整个屏幕亮度均匀，而且LED的工作电流也较小；缺点是成本高，液晶面板厚度无法做得更薄。侧下式是将LED灯条安装在液晶面板的四周，再通过导光板和扩散板，向屏幕提供亮度均匀的光源。其优点是成本较低，产品可以实现极薄的设计；缺点是屏幕亮度均匀性稍差，LED的工作电流较大。

高端LED液晶彩电产品中，为了使图像的对比度更加出色，LED背光源往往采用背光源分区控制技术，将背光划分为几十或数百个区域，各区域的亮度可以独立调节，根据图像的内容来选择点亮或熄灭屏幕相应区域的LED背光灯，从而提升图像显示效果。

LED液晶彩电的背光源由传统的CCFL改为了LED，两者背光源对应的电源板电路也不相同。CCFL需要近1000V的交流工作电压，触发电压则更高，所以需要单独的背光灯板进行供电。而单只LED灯的点亮只需要3V左右的直流电压，在LED背光源中一般采用将多只LED灯串联的方式进行点亮，串联的LED灯少则十几只，多则五六十只，所以点亮电压低则几十伏，高则200V以上，所需供电电压不是很高，而且是直流电压，往往采用电源板直接输出所需的电压进行供电，为此电源输出端往往设计一组满足背光灯电路供电需求的电压，驱动的LED灯串中的LED灯个数不同，输出电压也不相同，一般在24V到一百多伏之间。

1.2.1 小屏幕LED背光灯板简介

小屏幕液晶彩电背光灯串较少，消耗的功率较小，背光灯电路板尺寸小巧，电路简洁。图1-9是康佳小屏幕LED彩电34006811背光灯板实物图解。它位于液晶彩电内部，通过输入连接器与电源板和主板控制电路相连接，获得供电和点灯控制、亮度调整电压；通过输出连接器与LED背光灯串相连接，将背光灯点亮。

图1-9 康佳小屏幕LED彩电34006811背光灯板实物图解

图1-10所示为康佳小屏幕LED彩电34006811背光灯板电路组成框图。它由驱动控制电路和升压输出电路两部分组成。由于液晶屏需要点亮的LED灯串达到16条，采用两个OZ9998（U701/U702）组成主驱动控制电路和副驱动控制电路，主驱动控制电路U701负责输出激励脉冲和8条灯串的电流和亮度控制，副驱动控制电路U702只负责另外8条灯串的电流和亮度控制。升压输出电路由储能电感L701、MOSFET（开关管）Q703、续流管D703、输出电容C702/C703为核心组成。由于LED背光灯供电低、电流小、功耗少，为LED彩电供电的背光灯板显得较为小巧。

图1-10 康佳小屏幕LED彩电34006811背光灯板电路组成框图

为了确保LED灯串的供电和电流的稳定，使LED背光灯的供电不受开关电源输出电压波动的影响，LED彩电不是简单地用开关电源输出的直流电压直接驱动LED灯串，而是设有升压输出电路和电流调整电路。

升压输出电路类似于PFC电路，采用Boost结构形式，根据需要驱动灯串的多少，往往设有两个以上相同的驱动电路。升压输出电路根据灯串LED的多少，将供电电压提升到背光灯串需要的直流电压，为背光灯串供电。

灯串电流调整电路，对LED灯串回路电流进行调整，以达到调整背光灯亮度和均衡各个背光灯串亮度的目的，使显示屏亮度合适、均匀。小屏幕LED背光灯板的电流调整电路，如图1-10所示，往往设置在驱动控制电路的内部。

图1-10所示小屏幕LED背光灯的工作过程如下：遥控开机后，电源板输出的VIN电压一是直接为升压输出电路供电，二是经限流降压后变为VDD电压为驱动控制电路U701/U702供电。主板输出的点灯控制ENA电压和亮度调整PWM电压分别送到U701/U702的13脚和1脚，背光灯电路启动工作，U701从16脚输出DRV激励脉冲电压，推动升压输出电路MOSFET（开关管）Q703工作于开关状态，与储能电感和续流管配合，将供电电压提升，满足LED灯串的供电需要，经连接器输出，为背光灯串供电。

1.2.2 大屏幕LED背光灯板简介

大屏幕LED彩电液晶显示屏需要的LED灯串较多，每个灯串串联的LED也较多，需要输出的电压升高，消耗的功率较大，因此大屏幕液晶彩电LED背光灯板往往不但设有Boost结构形式的升压输出电路，还设有单独的电流控制电路，由驱动控制电路和MOSFET组成Buck电路结构，对多路LED背光灯串的电流进行调整和控制。

图1-11为TCL LED液晶彩电采用的40-RL5510-DRE1XG背光灯板实物图解，由两个相同的驱动电路组成，每个驱动电路组成框图如图1-12所示，驱动控制电路U601、U602采用OZ9902C，一是驱动升压输出电路，将24V/60V供电提升到LED灯串需要的供电电压，稳定输出电压；二是对LED背光灯串的电流进行调整，达到调整屏幕亮度和均衡亮度的目的。

开机后，电源板输出的24V/60V电压为升压输出电路供电经储能电感L601为升压电路开关管Q601的D极供电，24V电压为OZ9902C供电；主板控制系统输出的点灯控制BL-ON电压送到OZ9902C的3脚ENA使能控制端。当ENA电压超过2V时，OZ9902C启动工作，内部振荡电路启动，一是从15脚输出DRV升压驱动脉冲，驱动升压输出MOSFET工作于开关状态，与储能电感和续流管、升压滤波电容配合，将供电电压提升到LED灯串需要的电压，为LED灯串供电；二是从11脚输出调光信号，控制调光MOSFET的导通程度，对LED背光灯串的回路电流进行调整，达到调整背光灯亮度的目的。

由OZ9902组成的背光灯驱动电路工作原理如图1-13所示，由Boost升压电路和调光电路两部分组成，Boost升压电路工作原理如图1-14所示，等效电路如图1-14a所示。

电源电路的VCC供电经C10退耦滤波后，一是经储能电感L3为升压输出电路MOSFET（开关管）Q5供电，同时经续流二极管D2向升压滤波电容C9充电；二是为驱动控制电路OZ9902C的2脚供电。控制系统送来的点灯控制BL-ON电压送到OZ9902C的3脚ENA使能控制端；数字亮度调整电压PWM送到OZ9902C的6脚，模拟亮度调整ADIM电压送到OZ9902C的7脚，背光灯电路启动工作，OZ9902C从15脚输出升压驱动脉冲DRV，推动Q5工作于开关状态。

Q5导通时，相当于开关短接，等效电路如图1-14b所示。VCC电流I_L经L3、Q5的

图1-11 TCL 40-RL5510-DRE1XG背光灯板实物图解

图1-12 TCL 40-RL5510-DRE1XG背光灯板电路组成框图

D-S极、R14到地，如图1-13的实线所示，电流i_L在储能电感L3中产生感应电压V_L并储能，此时续流二极管D2正极电压低于负极电压而截止，LED背光灯由升压滤波电容C9两端电压V_O供电，供电电流I_O如图中的实线所示。

图1-13 OZ9902工作原理示意图

图1-14 Boost升压电路工作原理示意图

Q5截止时，相当于开关断开，等效电路如图1-14c所示。VCC电压和储能电感L3中储存的电压V_L叠加，电流i_L经L3、续流管D2向升压电容C9充电，充电后的电压V_O=VCC+V_L，将背光灯供电电压提升，i_L电流方向如图1-13的虚线所示；同时C9两端电压V_O向LED背光灯供电，其供电电流I_O如图中的虚线所示。