LED背光恒流源原理及脱机检修思路方法（图） (led背光恒流源原理是什么)

前言：在液晶屏器件中，LED背光源以其体积轻薄，绿色环保，功耗低亮度高，色彩表现力好，寿命长等优点在液晶电视中已经取代了CCFL背光源。LED的中文名字就是发光二极管，所以它本身就是二极管，因此它的伏安（VI）特性和一般的二极管伏安特性非常相似。但是LED的伏安特性并不是固定的，LED的伏安特性具有负温度系数的特点，是随温度而变化的，正向电压的微小变化会引起正向电流的较大变化。其电流的变化不仅会影响到LED的使用寿命，更重要的是会影响到LED的色谱和色温。因为色温的偏移，显示的彩色画面就会随之产生色差，而人眼对彩色的偏差是十分敏感的，这是液晶电视不允许的，所以液晶电视中LED背光必须采用恒流源的开关电源供电，我们有时称为恒流板。恒流源是什么呢？在我们的日常维修中，接触到的开关稳压电源基本都是恒压源，不管负载开路还是负载电流在一定的范围内变化，输出电压保持稳定不变。而恒流源则是在负载变化的情况下，能相应调整自己的输出电压，输出电压不是一个固定值，而是一个范围，使得流过负载上的电流保持恒定不变。恒流源的开关电源实际上就是在恒压源的基础上，在输出负载回路上，加上一个阻值较小的电流取样电阻，反馈给电源控制部分，形成一个闭环调节回路，电路保证这个取样电阻上的压降不变，来实现恒流输出；要注意的是恒流源不能开路工作，一旦开路，由于输出电流为零，内部电路会不断调整加大输出，造成输出电压过高击穿某些元件，因此所有恒流源必须设有输出过压检测和保护电路，当检测到电压过高时，保护电路动作，*电压的继续上升；或者保护电路动作，锁定电路停止工作，以保证电路的安全。下面通过分析在海信液晶电视中大量采用的一款由芯片APCP组成的LED背光恒流供电电路来认识恒流源，如下图1所示。

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ACP，和我们熟知的是同一类芯片，除了启动电压和欠压保护电压略有不同外，其他功能基本相同，本文仅分析其工作过程及其脱机维修。一、LED背光供电的启动如下图2所示，当主板发出的背光开启信号SW和亮度PWM控制信号DIM同时送到背光部分后，V、V饱和导通，三极管V截止，VD反偏截止，APCP进入正常工作状态。另外背光供电升压电路和亮度控制电路都在PWM亮度控制脉冲的控制下同步工作（当PWM脉冲为高电平使V导通，灯条为点亮状态，电流形成回路时，背光电路也处于正常工作状态，反之，则背光电路处于停止工作状态）。这样设计一是恒流源在正常工作时负载不允许开路，另一个也是做到了节能。

二、电路工作过程正常工作时APCP产生频率固定脉宽可调的激励脉冲，从⑥脚输出推动功率管V的导通和截止，当⑥脚的激励脉冲为高电平时，通过灌流电阻R加到V的栅极，V导通，V电压通过储能电感L及导通的V流通到地，此时电感处于储能状态，L上的自感电势极性为左正右负；当⑥脚的激励脉冲为低电平时，通过灌流电路的VD，R迅速拉低V栅极电压使V进入截止状态，因电感中的电流不能突变，此时电感中的自感电势极性变为左负右正，与V电压相叠加，经过升压隔离二极管VD整流，C、C滤波后得的电压，为LED灯条供电。ILED背光供电升压电路过流保护电路R、R、R为升压回路中电流检测电阻，当电路电流过大时，检测电阻上的压降也相应增大，这个电压送到N的③脚，当这个电压大于1V时，芯片内保护电路动作，减小输出PWM脉冲波的占空比，让输出电压变低，电流减小。三、LED恒流控制部分如图3所示，电阻R就是恒流检测电阻，这个电阻上的压降反馈到N（APCP）的②脚反馈电压输入端，在我们·以往常见的开关电源中，这个脚反馈回来的一般都是输出电压的取样电压，用来保证输出电压的稳定；而本电路中，反馈回来的却是LED灯条回路的电流在R上的压降，N根据这个反馈电压的高低，与内部的2.5V基准电压进行比较来调整⑥脚输出脉冲的占空比，在一定范围内调整LED灯条供电电压的高低，达到LED灯条恒流的目的。我们可以通过调整这个电阻的大小，来设计调整LED灯串恒流电流的大小。

四、LED灯条回路异常输出过压保护（限压）电路通过上面介绍我们知道，恒流源会根据负载的变化自行调整输出电压的高低，来达到恒流的目的，恒流源的负载不允许开路，为了防止LED灯条回路出现异常，输出电压过高对电路造成损坏，必须设有限压保护电路。当LED灯条开路或插座接触*，及V变质损坏造成回路出现异常时，输出电压会出现异常升高，当达到设定的最高值时，电阻R、R、R、R分压取样后的OVP点的电压，也随之升高到5.6V（Vbe＋Vref）、V由截止状态变为导通，V集电极电压变低导致V、V也随之导通饱和，把COM端电压拉低至0V、N的①脚COMP端降低为0.7V，芯片停止工作，当电压降至最高电压保护值以下时，V截止，芯片再次进入工作状态，让输出电压保持在设置的最高电压值上，*电压继续上升。二次升压过压保护电路如图4所示。

五、LED背光供电恒流源脱机维修方法在现实维修中，许多经验不多的师傅遇到LED背光不亮或者LED背光闪一下就黑屏的故障感到无从下手，对于这样的故障，很难判定是屏内灯条出现问题述是背光恒流供电部分出现问题，如果判断错误，造成误开屏检查内部灯条，带来风险。还有的维修师傅只能靠购置新的电源板代换来确定故障部位，再有针对性地进行维修，这样无疑增加了维修成本。当我们了解了恒流源的特性后，我们就可以自己制作简易的假负载来代替工装，配合万用表方便直观地来进行故障部位的判断，和进行恒流板的脱机维修。本人自制的LED背光假负载，照明用的LED灯条如图5所示，W/Sl可调电阻如6所示。我们可以按图5、图6所示多准备几个相同的灯芯和大功率电阻，把一个灯条和一个大功率电阻串联，作为一路LED灯条的假负载，以方便在维修时满足多路输出的LED背光恒流板的需要，如果遇到电压、电流参数不相符的恒流板，还可以灵活运用串并联的方法解决。

具体使用方法：在遇到故障机时，首先查看LED背光板上或者图纸给出的恒流电流值和电压参考值，如图7所示。根据电路板上的电压参考值，再根据自己所备的灯条正常工作时的压降，通过简单的计算，来调节可调电阻的阻值（此值不一定要精确允许有误差），代替LED液晶电视的灯条来进行故障部位判断和脱机维修。

以海信LED背光恒流源板为例，介绍使用方法，验证其可行性。查看其电路板上标示为V/0.A。本人假负载采用的灯条在照明时测得其在电流为0.A时，灯条两端的压降为V。因本板恒流电流值为0.A，远远小于其正常工作电流0.A，其两端压降也会稍微降低，所以暂按V计算；计算可得出所需可调电阻的阻值为（-）V/0.A=Ω。于是把可调电阻的阻值调到Ω左右，按正确极性把假负载接入电路，开机，灯条点亮，此时测得LED供电为V，灯条两端的压降为.3V，电流稳定在0.A。为了进一步实验，把可调电阻的阻值调在Ω和Ω这个范围内逐渐增大时，LED的供电电压也在V～V之间变化，但是电流仍是0.A恒定不变，灯条两端的压降也仍是恒定的.3V。这也证明了恒流源为保证输出电流的恒定，电路f良据负载的变化自行调整输出电压这一特性。在这次试验中，当继续增大可调电阻的阻值时，发现LED供电最高升至V，不再随阻值的增大而升高，而电流随着可调电阻的阻值增大在减小，说明过压保护电路已经保护动作，*电压继续上升，以防止电路元器件击穿损坏。