小型LCD背光的LED驱动电路设计

液晶电视机中背光灯驱动电路的组成及工作原理介绍液晶电视机中的背光灯驱动电路是将电能转换为光能，通过背光灯照亮液晶屏幕，使显示画面的背景明亮、色彩鲜艳。

背光灯驱动电路主要由背光灯电源、背光灯驱动器和控制电路组成。

背光灯电源是为背光灯提供直流电能的电路。

一般液晶电视机的背光灯电源采用开关电源。

开关电源的主要优点是高效率、小体积、适用范围广。

其工作原理是利用电源的电能，经过变压器将交流电转换成直流电，然后通过整流电路将直流电转换为稳定的低电压直流电，以供背光灯使用。

背光灯驱动器是将低电压直流电转换成高电压交流电，以驱动背光灯发光的电路。

背光灯驱动器一般采用逆变器，逆变器的工作原理是利用交流电输入，通过变压器将低电压升高到足够驱动背光灯发光的高电压。

逆变器还具有调节电压和电流的功能，以保证背光灯工作的稳定性和亮度。

控制电路是控制背光灯开关和亮度的电路。

液晶电视机的控制电路通常由主控芯片和各种传感器组成。

主控芯片是整个电视机的控制中心，可以接收用户的指令，并根据不同情况对背光灯进行开关控制和亮度调节。

传感器可以感知环境亮度、温度等因素，根据感知结果调节背光灯的亮度和温度，以提供更好的视觉效果和用户体验。

总结一下，液晶电视机中背光灯驱动电路的主要组成部分包括背光灯电源、背光灯驱动器和控制电路。

背光灯电源将电能转换为直流电以供背光灯使用，背光灯驱动器将低电压直流电转换成高电压交流电以驱动背光灯发光，而控制电路则负责控制背光灯的开关和亮度调节。

这些组成部分相互配合，将电能转换为光能，最终照亮液晶屏幕，展现出清晰亮丽的画面。

LCD背光驱动电路的原理是控制背光板的电流，以调节背光板的亮度。

恒流源芯片是实现这一功能的关键元件。

LCD显示驱动通过驱动电路控制液晶分子的排列和背光源的亮度，从而实现像素的控制和图像显示。

在控制电路中，输入信号被转化为相应的驱动信号，通过驱动电路控制液晶的排列方式和背光的亮度，最终将图像显示在LCD屏幕上。

对于背光驱动，其控制原理是将恒流源芯片与背光板LED连接，选取一个恒流源芯片来为背光板提供电压和电流。

恒流源芯片可以通过确定一个反馈电阻来控制输出电流，从而控制流过LED的电流。

这个原理是基于三极管的恒流回路，基极电压大于三极管的导通电压时，B点电压被钳位在A点电压减去三极管的导通压降，那么流过接地电阻的电流就是确定的。

以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅专业书籍或咨询专业技术人员。

LCD电视背光驱动电路设计挑战分析和方案设计LCD电视应用中可以采用多种架构产生驱动CCFL所需的交流波形，驱动多个CCFL时所要面对的三个关键的设计挑战是选择最佳的驱动架构、多灯驱动、灯频和脉冲调光频率控制。

本文对四种常用驱动架构进行了对比分析，并提出多灯设计中解决亮度不均以及驱动频率可能干扰画面等问题的方法，并给出基于DS3984/DS3988的电路方案。

液晶显示器(LCD)正在成为电视的主流显示技术。

LCD面板实际上是电子控制的光阀，需要靠背光源产生可视的图像，LCD电视通常用冷阴极荧光灯提供光源。

其他背光技术，例如发光二极管也受到一定的重视，但由于成本过高限制了它的应用。

由于LCD电视是消费品，压倒一切的设计考虑是成本—当然必须满足最低限度的性能要求。

驱动背光灯的CCFL逆变器不能明显缩短灯的寿命。

此外，由于要用高压驱动，安全性也是一个必须考虑的因素。

LCD电视应用中，驱动多个CCFL时所要面对的三个关键的设计挑战是：挑选最佳的驱动架构；多灯驱动；灯频和脉冲调光频率的严格控制。

挑选最佳的驱动架构可以用多种架构产生驱动CCFL所需的交流波形，包括Royer(自振荡，self-oscillating)、半桥、全桥和推挽。

表1详细归纳了这四种架构各自的优缺点。

1. Royer架构Royer架构(图1)的最佳应用是在不需要严格控制灯频和亮度的设计中。

由于Royer架构是自振荡设计，受元件参数偏差的影响，很难严格控制灯频和灯电流，而这两者都会直接影响灯的亮度。

因此，Royer架构很少用于LCD电视，尽管它是本文所述四种架构中最廉价的。

图1：Royer驱动器简单，但不太精确。

2．全桥架构全桥架构最适合于直流电源电压非常宽的应用(图2)，这就是几乎所有笔记本PC都采用全桥方式的原因。

在笔记本中，逆变器的直流电源直接来自系统的主直流电源，其变化范围通常在7V(低电池电压)至21V(交流适配器)。

有些全桥方案要求采用p沟道MOSFET，比n沟道MOSFET更贵。

详解液晶彩电背光灯驱动电路为了让冷阴极灯管安全、高效稳定地工作，其供电与激励必须符合灯管的特性。

具体而言，灯管的供电必须是频率为30kHz~100kHz的正弦交流电。

如果给灯管两端加上直流电压，会使部分气体聚集在灯管的一端，则灯管就会一端亮一端暗。

在液晶彩电中，电源板输出的电压为+24V或+12V直流电压，显然不能直接驱动背光灯管，因此需要一个升压电路把电源板输出较低的直流电转换为背光灯管启动及正常工作所需的高频正弦交流电。

这个升压电路组件就是常说的背光灯驱动板（Inverter），又称逆变器、升压板或高压板。

在液晶电视机中，背光灯驱动板是一个单独工作且受控于CPU的电路组件，其主要作用是点亮液晶屏内的背光灯管，并在CPU的控制下进行启动、停止（on/off）及亮度调节。

背光灯驱动板主要由振荡器、调制器、功率输出电路及保护检测电路组成，如1图所示。

在实际电路中，除功率输出部分和检测保护部分外，振荡器、调制器及控制部分通常由一块单片集成电路完成，这类集成电路常用的主要有BD（Rohm公司生产，如BD9884FV、BD9766等）及OZ系列（凹凸微电子公司生产，如02960、02964等）；功率输出管多采用互补的功率型场效应管，有的采用3脚和8脚（①~③脚为S极，④脚为G 极，⑤-⑧脚为D极）贴片封装型，常见型号有D454、RSS085、D413、TPC8110、FDD6635.FDD6637等，如图2所示；还有的采用由N沟道和P沟道组合的5脚或8脚MOSFET功率块（①脚为Sl极，②脚为Gl极，③脚为S2极，④脚为G2极，⑤~⑧脚为D1、D2极），如SP8M3、TPC8406、4614、APM40520、P2804ND5G等，如图3所示。

保护检测多由集成电路10393、358、393或LM324及其外围元件来完成。

输出电路主要由高压变压器、谐振电容及背光灯管组成，并设有输出电压、输出电流取样电路。

LCD液晶背光用白光LED驱动解决方案LCD目前较常采用CCFL作为背光光源，但因CCFL背光驱动线路复杂，要求驱动电压高及演色性能力等因素，再加上背光的光源是系统中耗电量最大的部分，所以在功率限制日趋严苛的情况下，目前已逐渐被产业讨论将使用LED作为代替。

为满足节能及环保的需求，针对不同应用与不同的功耗范围，全球许多政府及能源机构的各种新的能耗标准也纷纷出炉。

同时，更加严格的规范也在制定中。

降低能耗成为一项无法回避的重要议题，所以对电源管理也提出了更高的要求。

LED控制正向电流方案LED是由电流驱动的器件，其亮度与正向电流呈比例关系。

有两种方法可以控制正向电流。

第一种方法是采用LED V-I曲线，一般利用一个电压电源和一个整流电阻器，来确定产生预期正向电流所需要向LED提供的电压。

但这种方法有一些缺点，如LED正向电压的任何变化都会导致LED电流的变化。

假设固定电压为3.6V、电流为20mA，当电压变为4.0V时，温度或制造变化会引起的特定压变，那么电流将可能降低到14mA。

所以正向电压出现较大变化时，会导致更大的正向电流变化，另外，压降和功耗也都会浪费功率和降低电池使用寿命。

第二种方法是利用固定电流来驱动LED。

固定电流可消除正向电压变化所导致的电流变化，因此，可产生固定的LED亮度。

利用固定电流只需要调整通过电流检测电阻器的电压，而不用调整电源的输出电压。

电源电压和电流检测电阻值决定了LED电流，在驱动多个LED时，只需串联就可以在每个LED中达到固定电流。

而在驱动并联LED时，必须在每个LED串中放置一个整流电阻，但这样将会导致效率降低和电流失配。

由于便携式应用中，电池的使用寿命是整体应用关键。

所以LED驱动器必须达到高效性。

不过，LED驱动器的效率测量与典型电源的效率测量是有些不同。

典型电源效率测量的定义，是输出功率除以输入功率。

而对于LED驱动器来说，输出功率并非是相关参数，反而预期LED亮度所需要的输入功率值才是重点。

淺談LCD Panel的LED背光源電路設計Ⅰ.前言近年來，隨著液晶顯示器（Liquid Crystal Display, LCD）相關技術的快速發展，使得液晶顯示器已廣泛的應用在各領域中。

與傳統的陰極射線管（Cathode Ray Tube, CRT）顯示器比較起來，雖然液晶顯示器在動態響應等方面尚無法和陰極射線管顯示器相匹敵，但其具有體積小、重量輕、低耗電量、低輻射、畫面無閃爍等優點，已使得液晶顯示器逐漸地取代傳統的陰極射線管顯示器成為現今當紅的平面顯示器(Flat-Plane Display, FPD)。

傳統而言，液晶顯示器的背光源多是使用冷陰極管(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)，但面對全球環保議題的上升，以及歐盟電子電機設備中危害物質禁用指令(RoHS)的推出，全球LCD面板廠積極尋求冷陰極管(CCFL)的替代方案。

與 CCFL背光源相比，發光二極體(Light-Emitting Diode, LED)除了不含汞而較為環保之外，還具有體積小、壽命長、響應速度快等優點。

LED正因為具有這些優勢，愈來愈多的廠商開始研製以LED為背光源，目前在智慧型手機等小尺寸的顯示器上，LED基本上已經取代CCFL，而在筆記型電腦等中大尺寸的顯示器上，使用LED為背光源也是必然的趨勢。

有鑑於此，本文將提供設計者使用LED為背光源的使用方案。

Ⅱ.LED特性與其驅動電路要求LED為一種半導體元件，一般在市面上販售的LED，已經是廠商按照波長或亮度等特性篩選分類過後的。

由於LED導通時的電流變化率遠大於順向導通電壓的變化率，所以測試其特性及分類時，大多基於一個額定電流值(例如20mA或者300mA)，再給出順向導通電壓的變化範圍。

這樣的目的，就是要獲得期望的亮度要求，在相同的驅動電流下，得到每顆LED亮度、色度的一致性。

並且爲保證元件可靠性，驅動LED的電流必須低於LED額定值的要求。

LCD驱动电路的设计LCD（液晶显示器）驱动电路是将输入信号转换为可供液晶显示的控制信号的关键部分。

为了设计一个高效且可靠的LCD驱动电路，以下是一些关键要点和设计原则。

1.了解液晶显示器的特性：液晶显示器是一种非线性设备，其工作需要复杂的信号驱动和控制电路。

因此，对液晶显示器的工作原理和特性有深入的了解至关重要。

2.确定分辨率和色彩深度：首先确定液晶显示器的分辨率和色彩深度，这将决定驱动电路所需的处理能力和存储资源。

3.选择适当的控制器芯片：根据液晶显示器的要求，选择适当的控制器芯片。

芯片应支持所需的分辨率和色彩深度，并具有相应的接口，如VGA、HDMI或LVDS。

4.驱动和控制信号：根据所选择的控制器芯片，确定所需的驱动和控制信号。

这些信号可能包括时钟信号、数据信号、纵横线扫描信号等。

5.调整和校正电路：由于液晶显示器像素之间的差异，需要使用校正电路来确保显示的准确性和一致性。

这些校正电路可能包括背光补偿电路、像素补偿电路等。

6.电源管理：在设计LCD驱动电路时，必须考虑电源管理。

确保提供稳定的电源和正确的功率分配是确保LCD正常工作的关键。

7.EMI（电磁干扰）控制：液晶显示器的电路可能产生电磁干扰，特别是由于高速时钟和数据信号。

为了控制EMI，需要使用滤波器、屏蔽和接地路径的良好设计。

8.PCB设计：良好的PCB设计对于LCD驱动电路的性能和可靠性至关重要。

确保信号完整性，减少EMI和最小化功耗是PCB设计的重要方面。

在设计LCD驱动电路时，还需要考虑一些关键的技术参数，如刷新率、对比度、响应时间等。

因此，了解并满足这些要求对于设计出高性能的LCD驱动电路至关重要。

小型LCD背光的LED驱动电路设计小型LCD背光的LED驱动电路设计过去几年来，小型彩色LCD 显示屏已经被集成到范围越来越宽广的产品之中。

彩色显示屏曾被视为手机的豪华配置，但如今，即便在入门级手机中，彩屏已成为一项标配。

幸好，手机产业的经济规模性(全球手机年出货量接近10 亿部)降低了LCD 彩色显示屏的成本，并使它们集成在无论是便携医疗设备、通用娱乐遥控器、数字相框/彩色LCD 显示屏需要白色背光，以便用户在任何光照环境下都能正常地观看。

这个背光子系统包括1 个高亮度白光发光二极管(LED)阵列、1 个扩散器(diffuser)以扩散光线和1 个背光驱动器将可用电能稳压为恒定电流以驱动LED.一块1 到1.5 英寸的显示屏可能包含2 到4 个LED,而一块3.5 英寸显示屏则可能轻易地就包含6 到10 个LED.对于LED 而言，其光输出与电流成正比，而且由于LED 具有非常陡峭的电流-电压(I-V)曲线，流过LED 的电流紧密匹配是非常重要，这样才能确保均衡背光，因为LED 通常分布在LCD 显示屏的一边。

此外，也需要软件控制让用户调节亮度，以及针对周围光照环境作出补偿。

根据流经LED 电流的不同，LED 的色点(color point) 可能会漂移。

因此，将LED 电流设定为固定值并对LED 进行脉宽调制以降低平均光输出就很普遍。

要在手持产品设计中集成小型彩色LCD 显示屏并进而实现成本、性能和电池寿命的恰当平衡，存在着一系列需要考虑的因素。

电池供电产品需要优化的LED 驱动电路架构，这些架构要处理并存的多项挑战，如空间受限、需要高能效，以及电池电压变化-既可能比LED 的正向电压高，也可能低。

常用的拓扑结构有两种，分别是LED 采用并联配置的电荷泵架构/恒流源架构和LED 采用串联配置的电感升压型架构。

这两种方案都有需要考虑的折衷因素，如升压架构能够确保所有LED 所流经的电流大小相同但需要采用电感进行能量转换，而电荷泵架构使用小型电容进行能量转换，。

lcd背光驱动电路原理图lcd背光驱动电路原理图
具有数字与PWM调光功用的小型LCD背光驱动芯片
TPS61160/1
TPS61160/1描写TPS61160/1具有40V的集成型开关FET，是一种可驱动多达10个串联LED的升压改换器。

该升压改换器容许选用一般照明范畴的高亮度LED，固定作业频率为1.2MHz，开关流限为0.7A。

如下列典型的运用原理图所示，选用外部查看电阻器RSET可设置默许的白光LED(WLED)电流。

可将反响电压安稳在200mV。

LED 的电流能够经过单线数字接口(EasyScaletrade;协议)由CTRL引脚操控。

此外，还能够在CTRL引脚上施加PWM信号，以便由占空比来断定反响参阅电压。

不论是数字仍是PWM办法，TPS61160/1都不会在猝发状况下供应LED电流，因此也就不会在输出电容上发作音频噪声。

在开路LED维护状况下，TPS61160/1具有的集成型电路体系能够避免输出逾越最大必定额外值。

1。

lcd_switch_led控制电路设计过程设计过程如下所示：1. 确定所需的LCD和LED驱动器：- 选择适合所需LCD的驱动器芯片。

根据LCD的规格确定需要的工作电压、分辨率、驱动模式等等，并选择合适的驱动器芯片。

- 选择适合所需LED的驱动器芯片。

根据LED的规格确定需要的电流、工作电压等等，并选择合适的驱动器芯片。

2. 连接LCD和LED驱动器：- 将LCD驱动器与LCD屏幕连接。

按照LCD驱动器的规格手册连接LCD屏幕的引脚，确保连接正确并稳定。

- 将LED驱动器与LED灯连接。

按照LED驱动器的规格手册连接LED灯的引脚，确保连接正确并稳定。

3. 连接控制信号：- 连接控制开关或微处理器与LCD和LED驱动器。

根据设计需求，选择合适的控制信号源并将其连接到LCD和LED驱动器的控制引脚上。

4. 设计电源电路：- 设计适合LCD和LED的电源电路。

根据LCD和LED的工作电压和电流需求设计电源电路，确保能够提供稳定的电源给LCD和LED。

5. 进行电路布局和布线：- 基于设计需求和尺寸限制进行电路布局。

根据电路元件的尺寸和布局限制，进行合理的布局设计，确保电路元件之间的连接和布线畅通无阻。

6. 进行电路仿真和调试：- 使用仿真软件对设计的电路进行仿真，确保电路的性能和功能符合设计需求。

- 进行实际的电路调试，检查连接是否正确、电路是否工作稳定，并根据需要进行调整和修正。

7. 进行电路测试和验证：- 对设计的电路进行测试和验证。

使用测试仪器和设备对电路进行各种功能、性能和可靠性的测试，确保电路的稳定性和可靠性。

8. 进行最终的性能和可靠性评估：- 对设计的电路进行性能和可靠性评估。

根据测试结果和设计需求，评估电路的性能和可靠性，并进行必要的调整和改进。

9. 完成电路设计文档和制造文件：- 编写电路设计文档和制造文件。

将整个电路设计的过程、细节和结果记录在电路设计文档中，为电路的制造和生产提供指导和参考。

LT3599的LCD LED背光驱动控制电路的设计于玖爱;刘学满【摘要】A design scheme of LED backlight driver and controller is introduced.This scheme describes the integral control of circuit,the realization for various features,the computing method of every performance parameter and the detailed design of circuit in detail.It gives the relative block diagram of control and sequence chart,and cooperates with software programming of flexible FPGA and proper LED lighting sets layout,realizes good drive control of LED backlight.%介绍了一种液晶显示器的LED背光驱动控制设计方案,对电路的整体控制、各项功能的实现、各性能参数的详细计算方法以及电路的具体设计等一一进行了阐述,并给出了相关的控制框图和时序图,配合灵活的FPGA的软件编程以及恰当的LED灯组布局,可以实现良好的LED背光驱动控制。

【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2011(019)014【总页数】4页(P90-93)【关键词】LED背光源;FPGA;PWM脉宽调控;驱动电流;开关频率【作者】于玖爱;刘学满【作者单位】长沙湘计海盾科技有限公司,湖南长沙410005;长沙湘计海盾科技有限公司,湖南长沙410005【正文语种】中文【中图分类】TN27相对传统的CCFL液晶显示器背光源存在色阶差、色纯度低、需高压驱动导致功耗大、屏厚度大等缺点而言，LED背光源以其功耗低、寿命长、更环保、屏厚度低等优点[1]在民用和军用显示产品上得到更多应用。

8英吋LCD模块背光电路图
包括总共9串(每串3只)白色LED组成的背光(图1)。

LED串的总电压(LED的VF为3. 3V)通常为10V(3×3.3V)。

每只LED的电流为20mA，则总驱动电流为180mA(9×20)，LED总功耗为1.8W。

用一个AC电源配接器提供一个5V电源。

一个基于电感的LED驱
动器非常适用于该应用。

首先计算处理2W的负载需要多大的开关电流。

假定效率为80%，输入电流等于Vout×I out/Vin×效率=10×0.18/5×0.8=450mA。

CAT4139电感型升压LED驱动器具有75 0mA(最小值)的驱动能力，故很适合于该应用。

电感的电流额定值应该能够处理LED驱动峰值开关电流且不进入饱和。

一旦出现饱和，就会出现电流突波，因为此时电感的功能便成了一只电阻，电路不再按照预期工作。

合适的电
感额定电流应该大于等于80mA。

便携设备LCD背光LED驱动方案简述进入二十一世纪，能源消耗日益成为整个人类社会关注的焦点。

出于对于照明的基本需求，如何更有效的利用各种能源产生更多的照明，成为探索新的照明技术的巨大驱动力。

从原始的燃料照明到白炽灯，从荧光灯到各种发光材料的探索，催生出LED 照明技术。

在如今社会，各种媒体设备照明环境需求的差异化，进一步促进了人类探索如何利用各种高亮度LED 进行照明。

LED 在照明方面的应用已经吸引广泛关注。

LED 基本原理及性能特点首先我们来介绍一下LED 的基本原理以及性能特点。

LED 的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED 的抗震性能好。

发光二极管的核心部分是由p 型半导体和n 型半导体组成的晶片，在p 型半导体和n 型半导体之间有一个过渡层，称为PN 结。

在某些半导体材料的PN 结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。

PN 结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。

当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压)，电流从LED 阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。

LED 光源具有以下特点：1.电压：LED 正向导通工作电压较低，可以使用低压电源驱动，供电电压根据最终产品不同而异，是一个比较安全的照明设备，特别适用于公共场所。

2.效能：同等照度的情况下消耗能量较同光效的白炽灯减少80%。

3.适用性：每个单元LED 小片是3-5mm 的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境。