一种应用于大尺寸LED屏的背光驱动设计

近年，电视机显示屏已经逐步从CCFL时代过渡到LED时代。显示屏日益大型化，LED背光驱动技术也是不断发展。

　　

传统的LED驱动采用升压型Boost电路，简化电路形式如图1所示。

图1

升压型的LED背光驱动，其输入电压VIN低于LED Light Bar的管压VF，通过V1、L1、D1进行升压，LED定电流和电流平衡控制模块实现电流控制。

图1中，多路的LED Light Bar存在一个VFmax (VF最大值)，每路VF电压与VFmax的电压差为△VF =（VFmax-VF）。如流过每条LED Light Bar的电流设定为ILED的话，则每路的功率损耗P=△VF×ILED。该损耗最终加在LED定电流和电流平衡控制模块上，产生发热，整个驱动电路能效降低，造成能源浪费。

解决该问题可以有两种方法：

1、LED Light Bar厂家控制每条Light Bar的VF电压，保证VF电压的一致性，减小△VF，也就是需要筛选单颗LED，严格控制VF范围。

2、改变LED驱动电路形式，驱动技术进行创新，采用降压型的开关电路。

降压型LED驱动采用降压型开关电路，简化的电路形式如图2所示。

图2

输入电压VIN高于灯条的VF电压，通过开关管、电感、续流二极管进行降压，LED定电流和电流平衡控制模块实现电流控制。

为了减小流过LED的纹波电流，电感电流一般工作在电流连续模式，电感的电流波形如下图3所示

图3

图4 图5

动作原理如下：当开关管导通时，电路简化为图4，开关管从t0时刻导通，到t1时刻截止，t0~t1时间为TON时间。在TON时间，电感电流iL电流变化为△iL，

VIN-VO=L(diL/dt)=L(△iL/△t)= L(△iL/TON) （1）

当开关管关断时，电路简化为图五，开关管从t1时刻截止，到t2时刻导通，t1~t2时间为TOFF时间。在TOFF时间，电感电流iL电流变化为-△iL，此时电感L上的电压为（忽略续流二极管的压降）

- VO = L(diL/dt)=L(-△iL/△t)=- L(△iL/TOFF) （2）

TON + TOFF=T （3）

VIN电压已知，灯条的电压VO和电流也已知，设定iL电流的△iL，可以为10%~30%的iL，考虑到开关损耗，一般开关频率f可设定在50~200K。

因此根据公式（1）、（2）和（3），可以计算出电感L的感量。

如果觉得电感L太大，可以适当增加△iL或者适当提高开关频率f 。