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由1033A构成的LED背光驱动电路原理与维修

早期的液晶电视机都采用冷阴极荧光灯(CCFL)作为背光源,冷阴极荧光灯虽具有启动快、易做成各种形状、发光色温好等优点,但也存在驱动电路复杂、灯管易碎、寿命较短能耗较大等缺点。随着LED制造与应用技术的日臻完善,目前生产的液晶电视已普遍采用LED灯作为背光源。

液晶电视背光源所用的LED灯,属于中功率的发光二极管,单只管的工作电压约为3V~3.5V,电流约为100mA~120mA,功率约为0.3W~0.5W。为了简化驱动电路,通常由多个发光二极管串联起来组成-一个灯串,由-一路电源来驱动;各个灯串的阳极并联在一起,采取共阳极方式供电;各个灯串的阴极分开,与驱动电路形成回路,这样既可简化电路,又方便电视机进行调光控制。15英寸及其以下的小屏幕机一般只有一根灯条,灯条的安装位置如图1所示,屏幕大的电视机则有两根或多根灯条,安装在屏幕上下两边及两侧内。

由于LED电参数与结构的特殊性,再加上还要实现开/关及调光等功能,使得驱动电路不同于简单的直流电路。下面以TCL L19P21型液晶电视机为例,介绍LED背光源驱动电路的特点与工作原理。

一、电路工作原理

该机的LED驱动电路采用专用驱动芯片1033A,如图2所示。

1.升压变换电路

升压变换电路由芯片19、20脚内部电路(功率开关管)及C1、C2、L、VD、C3等元件组成,等效电路如图3所示。供电电压为12V,升压后C3两端电压为46V,送往各个灯串的阳极。每个灯串有14只LED灯,每只LED灯的工作电压为3.3V,工作电流为90mA,功率为0.3W。

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升压电路的原理如下:开关管VT在开关脉冲信号的控制下工作在开关状态,当开关管饱和时,电感L与VT构成回路,电感中有电流流过而储存电能,电压极性为左正右负,整流二极管VD截止,这时电容C3中原储存的电能向负载放电;当VT截止时,电感上产生的反向电动势的极性为左负右正,整流二极管VD导通,电感L、整流二极管VD与负载构成回路,输人电压Vi与电感上产生的反向电动势VL相叠加后一起向负载供电,同时向电容C3充电,当忽略二极管的压降时,即有Vo=Vi+VL,显然Vo>Vi,起到了升压的作用。

2.恒流控制电路

该机6个灯串以共阳极方式连接在一起,各个灯串的阴极通过排阻分别与芯片的⑧~④脚(均为恒流检测端)相连。在芯片内部,这些恒流检测端均连接到调光控制管VT2的源极(图2中只画出⑧脚与VT2的源极相连),VT2的漏极通过电阻R12与地构成回路,R12上的压降就是恒流检测信号,芯片根据该信号,自动调节比较放大电路所输出的PWM调光控制信号的占空比,以实现恒流控制。

3.PWM调光电路 保德安防盗门锁体拆卸图解

电视机主板控制系统送来的PWM调光信号经R4、R7串联分压后,从芯片⑥脚输入。在R7两端实测波形如图4所示,即在调光过程中,脉冲峰峰值Vpp(33.5V)及周期T(1.1ms)稳定不变,只是占空比在10%~90%之间变化。

正常工作时,芯片⑥脚电压在0.3V~3.3V之间变化,并且在每次开机时, PWM信号的初始电压有效值设定为2V;调光时,各个灯串共阳极端的电压有效值为46V稳定不变,各个灯串的阴极电压有效值(如芯片⑧脚的电压)随PWM信号的占空比变化而变化,实测值为0.8V~9V,即加在每个灯串两端的电压有效值在37V~45.2V之间变化。若不接PWM调光信号,电视机无光栅,各个灯串共阳极电压等于供电电压12V,这说明LED背光驱动电源的升压变换电路、调光电路均由主电路板送来的PWM信号控制。

4. ON/OFF控制电路

控制系统送来的ON/OFF信号经R1、R2串联分压后,从芯片的①脚输人。当①脚为高电平5V时,电视机处于正常工作状态;为低电平oV时,则为待机状态。待机状态时,各个灯串共阳极电压等于供电电压12V,即升压变换电路停止工作。当ON/OFF端开路时,电视机无光栅。在待机状态时,除ON/OFF控制电压为低电平外,PWM调光控制电压也为oV,调光控制回路截止,LED灯停止工作。

5.保护电路

R17、R18串联后接在C3两端,构成输出电压过压保护及负载LED灯开路检测电路。检测信号从芯片的16脚输入,当输出电压过高或负载LED各个灯串都开路时,升压变换电路会停止工作,灯串共阳极端的电压等于供电电压(12V)。但如果只有部分支路的灯串开路,则开路的灯串不亮,其余支路的灯串还会正常亮。

R8、R16一端接灯串阳极,另-端分别与芯片的⑦脚和15脚相连,对LED灯进行短路检测。正常工作时,这两脚的电压为阳极电压46V;当负载短路时,这两脚的电压会大幅下降,芯片检测到此变化后,让升压变换电路、PWM调光电路停止工作,起到保护作用。

二、 故障检修实例

故障现象1:开机后,电源指示灯亮,无光栅。分析检修:从上述的工作原理可知,若背光驱动电路的12V供电、ON/OFF控制.PWM调光控制或保护电路异常,均会引起驱动电路不工作而无光栅。开机检查,用万用表测得12V供电、ON/OFF信号、PWM调光信号都正常。测C3两端电压为0V、C3两端正常工作电压为46V,待机状态时为12V,显然故障在前级。对二极管VD进行检测,正常;对储能电感L进行检测,发现其外表发黑,经测量其内部已开路,换新后故障排除。

故障现象2:开机后,有光栅,但画面明显较暗。分析检修:经观察画面暗是背光不足所致,故障与PWM调光信号、储能元件LED灯的发光情况等有关。对电视机进行亮度调节操作,用示波器在R7两端测PWM调光信号的波形,电参数正常(Vp-p=33.5V、T=1.1ms稳定不变,占空比会变化);用万用表测其电压有效值为0.3V~3.3V,变化正常。亮度调到最大时,测各个灯条两端的电压,为39V,明显偏低。测供电电压12V正常,更换电容器C3后图像亮度正常,看来故障原因是C3容量不足。 维修投影机视频大全

故障现象3:同“故障现象2”。分析检修:对电视机进行亮度调节操作,用示波器测PWM调光信号的波形,电参数正常;用万用表测其电压有效值为0.3 V ~3.3V,变化正常;测C3两端电压为46V,正常。小心拆开液晶显示屏,给电视机通电,发现有一个LED灯串(共有14只发光二极管)不亮,这就是故障的根源,小心取下灯条观察,发现不亮灯串的PCB板铜箔断路,用导线接通后试机,故障排除。

为方便检修,特附上1033A在本电路中的实测数据,见表1。其中,在路电阻值系指针万用表Rx1k挡所测。

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