新型LED背光源液晶彩色顯示器電源與背光電路

廖吾清

湖南省懷化商業學校計算機系，湖南 懷化 419400

液晶彩顯按背光源分類，主要有冷陰極熒光燈CCFL背光源液晶彩顯和發光二極管LED背光源液晶彩顯兩類。LED背光源與CCFL背光源相比，有明顯優勢，即有更好的色域；有更長的使用壽命（長達10萬小時）；有更低的功耗；有更大的亮度調整范圍；有更完美的運動圖像；使用5～24V低壓電源，供電模塊設計簡單；不產生任何射線，不含水銀等有毒物質，是綠色環保光源。因此，LED背光源取代CCFL成為必然趨勢。經拆卸新型LED背光源液晶彩顯發現，其內部只有兩塊電路板：一塊是驅動板，另一塊是開關電源、LED背光電路共用板。由于開關電源、LED背光源電路功耗相對較高，易出故障，本文只講該電路板結構和工作原理，以飛利浦LED背光源液晶彩顯MWE1193T（銷售型號193E）為例來敘述。

1 飛利浦LED背光源液晶彩顯MWE1193T開關電源電路組成

1.1 開關電源電路圖

從實物電路板上繪出如下開關電源圖。

可見，開關電源主要由整流電路、電源調整控制模塊（通過連接器CN852相連），開關場效應管Q850、脈沖變壓器T850、誤差放大器I851及光耦合器件I850等組成。電路板上還安裝有LED背光源電路模塊，通過連接器CN3連接。

1.2 電源調整控制電路模塊

通過CN852接到電源調整控制電路模塊，該模塊主要由一塊綠色電源芯片INN801（與PUCC3801相同）組成。

1）INN801（PUCC3801P）

INN801芯片是電源調整模塊的核心電路，它是一款電流模式PWM控制器，內部包括電源管理、過流檢測、保護鎖定、誤差放大器、振蕩器、PWM、驅動等電路組成。工作頻率固定為100KHz，典型工作電流1.2mA，外圍電路很簡單，是一款綠色節能芯片。本機使用SO封裝，引腳名稱如上圖。

2）各引腳功能

（1）腳：COMP，輸入/輸出，補償腳。（2）腳：FB，輸入，反饋腳。（3）CSNS，輸入，電流檢測輸入腳。（4）腳：n.c.，空腳。（5）腳：GND，接地。（6）腳：OUT，輸出，柵極驅動輸出腳。（7）VDD，電源供電腳。（8）腳：REG，輸出，電壓調整器去耦腳。

2 工作過程

2.1 市電輸入與整流濾波電路

220V交流電通過保險管F850，經負溫度系數的限流電阻RT850，輸入到由C852、L850-1等組成的抗干擾電路，經抗干擾處理后，再輸入到橋堆D850，整流后經C854濾波，生成約300V的直流電壓。由于沒有電源開關，只要插頭接人市電，整個開關電源就開始工作。

2.2 啟動與振蕩電路

300V經限流電阻R852，分兩路輸入到開關電源，一路經開T851的初級繞組加到Q850的漏極；另一路通過CN852（8）腳送到電源調整模塊內的貼片啟動電阻，再送到INN801（7）腳。當電壓上升到工作電壓時，INN801內部振蕩電路起振，從（6）腳輸出驅動脈沖，經CN852（1）腳，加到Q850柵極,使之工作于開關狀態。T851次級繞組有感應電壓產生，通過各整流濾波電路向負載提供12V、5V電壓。其中T851左側下部次級繞組的脈沖電壓經R856限流，D852、C856整流濾波，送到CN852（6）腳，維持模塊中的INN801（7）腳的工作電壓。

2.3 穩壓控制電路

穩壓控制電路主要由電源調整模塊中的INN801、光電耦合器I850、精密穩壓器件I851(TS431)及取樣電阻R860、R871等組成。

當T851次級整流輸出的+5V升高時，經取樣電阻分壓加至I851的R端電位升高，I851的C端電壓則降低，使流經光電耦合器I850內部光敏二極管的電流增大，其發光管亮度增強，光敏三極管導通程度增強，流入CN852（4）腳的電流增加，使INN801（1）腳電壓降低，芯片輸出的脈沖占空比降低，使Q850導通時間縮短，輸出電壓降低。反之，當輸出電壓+5V降低時，芯片輸出脈沖占空比升高，使Q850導通時間變長，輸出電壓提高。這樣輸出電壓就保持了穩定。

2.4 保護電路

1）過流保護

若某種原因引起開關電源初級側電流過大，電阻R859兩端產生的壓降增大，通過CN852（2）腳，使INN801芯片（3）腳的電壓升高，當這個電壓大于1V時，過流保護電路動作， INN801（6）腳停止脈沖輸出，Q851停止工作，實現過流保護。

2）欠壓保護

若某種原因引起INN801芯片（7）腳電壓低于一定值，芯片內部欠壓保護電路動作，（6）腳停止脈沖輸出，Q851停止工作，實現欠壓保護。

3）過壓保護

若某種原因引起INN801芯片（7）腳電壓過高,芯片內部過壓保護電路動作，(6)腳停止脈沖輸出，開關管停止工作，實現過壓保護。

3 LED背光源電路模塊

LED背光源電路作為一個模塊電路通過連接器CN3安裝在開關電源板上，其電路核心是一塊OZ9961芯片。該芯片是高頻DC/DC電源變換器，可以驅動6串LED，內部有過流、過壓、過熱、二極管開路等保護電路，還有軟啟動功能。典型應用電路如圖，本機LED背光源模塊電路與其基本相同。圖中電感為L1、電容為C11（安裝在開關電路板上）；它們與場效應管、二極管、OZ9661（18）、（20）腳內部電路等組成LED背光源DC/DC供電電路。

基本工作原理：開關電源輸出的脈沖，經D854、D855，電容C874、C875，電感L852，電容C857、C1整流濾波，輸出+12V電壓，一路經CN3（11）、（12）腳，送到LED背光源模塊電路，作為電源VIN（12V）；另一路送到升壓電感L1，經CN3（9）、（10）腳送到PWM升壓型DC/DC電路，輸出一個較高的直流電壓作為LED背光燈正極供電電壓。6串LED負極分別接OZ9661芯片的6個電流檢測腳（8）、（9）、（10）、（12）、（13）、（14）。OZ9661（3）腳為背光源開、關控制腳，（17）腳為背光燈亮度控制腳，這兩個引腳經CN3（6）、（7）腳，與連接器CN853（6）、（7）腳相連，保證驅動板電路控制LED背光源開、關與亮度。

以上詳細介紹了液晶彩顯MWE1193T開關電源和LED背光源電路，其它新型LED背光源液晶彩顯的相應電路結構和工作原理與此基本一樣。

[1]TS431/431A/431B.臺灣半導體TSC公司，2003/12 rev.B.

[2]PUCC3801.Philips Semiconductors，September 2001.

[3]Intelligent Lighting Brochure.pdf，O2Micro半導體公司，2009.