大屏幕LCD背光照明的控制方案

作者：时间：2012-10-18来源：网络收藏

在本文建议的单级功率转换器中，每个颜色LED的电流都能单独控制。根据RGB LED的主要波长和视觉效率，可选择 LED 阵列的颜色顺序排列方向，为绿色、橙红色、蓝色、绿色……（G、R-O、B、G……），如图1所示。蓝-绿-绿-红（BGGR）或红-绿-绿-蓝（RGGB）的系统配置都可以利用建议的单级功率转换器进行配置，并对每个LED电流加以控制。

每个彩色LED的正向压降都会因其设计条件而有差异。例如，在350mA时，典型的红、蓝、绿光LED的正向压降分别为2.95V、3.42V和3.42V。至于其他功率LED，以FOLH702R/G/B为例，它在350mA时其RGB LED的正向压降分别为2.2V、3.1V和3.3V。所以，假设每种采用FOLH702R/G/B颜色LED的数量为100个，那么驱动红、绿和蓝光LED的电压应该大于220V、310V和330V，才能获得驱动LED所需350mA的典型电流强度。因此，如果LED采用串联，则每种颜色LED都需要独立的功率转换器。图7显示了如何配置建议的单级功率转换器来驱动各RGB LED组别。

图7 单级功率转换器的电路配置

实验及结果

实验采用了KA3842作为CR-PWM控制器，并选择100kHz作为感应电路的开关频率，其中L=900μH、Co=330μF/400Vdc、Ro=375Ω。功率器件采用FQP6N70（700V/6A）。如果交流输入电压设为110Vac，那么整流后直流电路线路的峰值电压约为160Vpeak。图8给出了MOSFET和感应电路电流的漏极-源极电压，水平比例为10[μs/div]及100 [V/div]、1[A/div]。

图8 MOSFET的漏极电压和电流（水平比例10[μs/div]）

图9显示了漏极电压vds和感应电流iL，水平比例为1[ms/div]，感应电流呈现为正弦波。

图9 MOSFET的漏极电压和电流（水平比例1[ms/div]）
图10和图11显示了线路电流、直流电路电压和电流波形连同交流输入电压作为参考。交流线路电流与线路交流输入电压同步。最后，图12显示了整体系统效率与负载1～90W变化的关系。图13显示了LED电流50～500mA变化获得的功率因数。

图10 交流线路电压、直流电路电压和线路电流

图11 交流线路电压和线路电流波形

图12 频率随负载变化的关系

图13 交流输入功率因数随负载电流的变化

实验结果表明，建议的拓朴结构及其CR-PWM方案提供的功率因数接近0.9；在100～500mA负载电流水平的总系统效率接近0.85。建议的控制方法能为大屏幕LCD提供非常简单的解决方案，实现良好的功率因数校正，以及高效率和低成本。此外，它无须隔离的电流感应器来感测LED电流，只要在 MOSFET 的源端利用简单的电流感测电阻，因此能简化系统并降低成本。