新型LED背光源液晶彩色显示器电源与背光电路

廖吾清

湖南省怀化商业学校计算机系，湖南 怀化 419400

液晶彩显按背光源分类，主要有冷阴极荧光灯CCFL背光源液晶彩显和发光二极管LED背光源液晶彩显两类。LED背光源与CCFL背光源相比，有明显优势，即有更好的色域；有更长的使用寿命（长达10万小时）；有更低的功耗；有更大的亮度调整范围；有更完美的运动图像；使用5～24V低压电源，供电模块设计简单；不产生任何射线，不含水银等有毒物质，是绿色环保光源。因此，LED背光源取代CCFL成为必然趋势。经拆卸新型LED背光源液晶彩显发现，其内部只有两块电路板：一块是驱动板，另一块是开关电源、LED背光电路共用板。由于开关电源、LED背光源电路功耗相对较高，易出故障，本文只讲该电路板结构和工作原理，以飞利浦LED背光源液晶彩显MWE1193T（销售型号193E）为例来叙述。

1 飞利浦LED背光源液晶彩显MWE1193T开关电源电路组成

1.1 开关电源电路图

从实物电路板上绘出如下开关电源图。

可见，开关电源主要由整流电路、电源调整控制模块（通过连接器CN852相连），开关场效应管Q850、脉冲变压器T850、误差放大器I851及光耦合器件I850等组成。电路板上还安装有LED背光源电路模块，通过连接器CN3连接。

1.2 电源调整控制电路模块

通过CN852接到电源调整控制电路模块，该模块主要由一块绿色电源芯片INN801（与PUCC3801相同）组成。

1）INN801（PUCC3801P）

INN801芯片是电源调整模块的核心电路，它是一款电流模式PWM控制器，内部包括电源管理、过流检测、保护锁定、误差放大器、振荡器、PWM、驱动等电路组成。工作频率固定为100KHz，典型工作电流1.2mA，外围电路很简单，是一款绿色节能芯片。本机使用SO封装，引脚名称如上图。

2）各引脚功能

（1）脚：COMP，输入/输出，补偿脚。（2）脚：FB，输入，反馈脚。（3）CSNS，输入，电流检测输入脚。（4）脚：n.c.，空脚。（5）脚：GND，接地。（6）脚：OUT，输出，栅极驱动输出脚。（7）VDD，电源供电脚。（8）脚：REG，输出，电压调整器去耦脚。

2 工作过程

2.1 市电输入与整流滤波电路

220V交流电通过保险管F850，经负温度系数的限流电阻RT850，输入到由C852、L850-1等组成的抗干扰电路，经抗干扰处理后，再输入到桥堆D850，整流后经C854滤波，生成约300V的直流电压。由于没有电源开关，只要插头接人市电，整个开关电源就开始工作。

2.2 启动与振荡电路

300V经限流电阻R852，分两路输入到开关电源，一路经开T851的初级绕组加到Q850的漏极；另一路通过CN852（8）脚送到电源调整模块内的贴片启动电阻，再送到INN801（7）脚。当电压上升到工作电压时，INN801内部振荡电路起振，从（6）脚输出驱动脉冲，经CN852（1）脚，加到Q850栅极,使之工作于开关状态。T851次级绕组有感应电压产生，通过各整流滤波电路向负载提供12V、5V电压。其中T851左侧下部次级绕组的脉冲电压经R856限流，D852、C856整流滤波，送到CN852（6）脚，维持模块中的INN801（7）脚的工作电压。

2.3 稳压控制电路

稳压控制电路主要由电源调整模块中的INN801、光电耦合器I850、精密稳压器件I851(TS431)及取样电阻R860、R871等组成。

当T851次级整流输出的+5V升高时，经取样电阻分压加至I851的R端电位升高，I851的C端电压则降低，使流经光电耦合器I850内部光敏二极管的电流增大，其发光管亮度增强，光敏三极管导通程度增强，流入CN852（4）脚的电流增加，使INN801（1）脚电压降低，芯片输出的脉冲占空比降低，使Q850导通时间缩短，输出电压降低。反之，当输出电压+5V降低时，芯片输出脉冲占空比升高，使Q850导通时间变长，输出电压提高。这样输出电压就保持了稳定。

2.4 保护电路

1）过流保护

若某种原因引起开关电源初级侧电流过大，电阻R859两端产生的压降增大，通过CN852（2）脚，使INN801芯片（3）脚的电压升高，当这个电压大于1V时，过流保护电路动作， INN801（6）脚停止脉冲输出，Q851停止工作，实现过流保护。

2）欠压保护

若某种原因引起INN801芯片（7）脚电压低于一定值，芯片内部欠压保护电路动作，（6）脚停止脉冲输出，Q851停止工作，实现欠压保护。

3）过压保护

若某种原因引起INN801芯片（7）脚电压过高,芯片内部过压保护电路动作，(6)脚停止脉冲输出，开关管停止工作，实现过压保护。

3 LED背光源电路模块

LED背光源电路作为一个模块电路通过连接器CN3安装在开关电源板上，其电路核心是一块OZ9961芯片。该芯片是高频DC/DC电源变换器，可以驱动6串LED，内部有过流、过压、过热、二极管开路等保护电路，还有软启动功能。典型应用电路如图，本机LED背光源模块电路与其基本相同。图中电感为L1、电容为C11（安装在开关电路板上）；它们与场效应管、二极管、OZ9661（18）、（20）脚内部电路等组成LED背光源DC/DC供电电路。

基本工作原理：开关电源输出的脉冲，经D854、D855，电容C874、C875，电感L852，电容C857、C1整流滤波，输出+12V电压，一路经CN3（11）、（12）脚，送到LED背光源模块电路，作为电源VIN（12V）；另一路送到升压电感L1，经CN3（9）、（10）脚送到PWM升压型DC/DC电路，输出一个较高的直流电压作为LED背光灯正极供电电压。6串LED负极分别接OZ9661芯片的6个电流检测脚（8）、（9）、（10）、（12）、（13）、（14）。OZ9661（3）脚为背光源开、关控制脚，（17）脚为背光灯亮度控制脚，这两个引脚经CN3（6）、（7）脚，与连接器CN853（6）、（7）脚相连，保证驱动板电路控制LED背光源开、关与亮度。

以上详细介绍了液晶彩显MWE1193T开关电源和LED背光源电路，其它新型LED背光源液晶彩显的相应电路结构和工作原理与此基本一样。

[1]TS431/431A/431B.台湾半导体TSC公司，2003/12 rev.B.

[2]PUCC3801.Philips Semiconductors，September 2001.

[3]Intelligent Lighting Brochure.pdf，O2Micro半导体公司，2009.