LED背光恒流源工作原理与脱机维修

东方欲晓

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! m- ]$ u) L: f我把《LED背光恒流源工作原理与脱机维修》一文推荐给大家，目的在于让初涉LED维修的朋友对LED背光驱动的原理与脱机维修有个基本了解，以便对未来的LED维修带来方便。

: g! _# @& }( X' \8 p+ O* V0 BLED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。
5 `" |- e; b2 o, \, Q8 U    什么是恒流源呢？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，限制电压的继续上升；或者保护电路动作，锁定电路停止工作，以保证电路的安全。
3 i7 t7 Q' L; u下面通过分析在海信电视中大量采用的一款由芯片AP3843CP组成的LED背光恒流供电电路来认识恒流源，如图1所示。


    A3843CP，和我们熟知的3842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。
1.LED背光供电的启动
& |& L1 w# `. ?" y3 e# y    如图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，V914、V912饱和导通，三极管V942截止，VD832 反偏截止，AP3843CP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 V905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。

    2．电路工作过程
    正常工作时AP3843CP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V902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 R979加到V902的栅极，V902导通，90V电压通过储能电感L906及导通的V902流通到地，此时电感处于储能状态，L906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VD923， R978迅速拉低V902栅极电压使V902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90V电压相叠加，经过升 压隔离二极管VD902整流，C909、C931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
    R922、R941、R921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N901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。
0 y# r" N6 J7 |    4.LED恒流控制部分
    如图3所示，电阻R934就是恒流检测电阻，这个电阻上的压降反馈到N901（AP3843CP）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R934上的压降，N901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。

    5.LED灯条回路异常输出过压保护（限压）电路
/ c' ]  D$ C5 s6 N0 _* K' O1 {9 V    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不良，及V905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R926、R940、 R944、R937分压取样后的OVP点的电压，也随之升高到5.6V（Vbe＋Vref）、V917由截止状态变为导通，V917集电极电压变低导致 V945、V943也随之导通饱和，把COM端电压拉低至0V、N901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，V917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，限制电压继续上升。二次升压过压保护电路如图4所示。

6.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，100W/ 1500Sl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。
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. p. {2 p1 G! B2 v0 u) |    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。
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( p. a0 k0 Y+ n2 B    现以海信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135V/0.135A。本人假负载采用的灯条在照明时测得其在电流 为0.283A时，灯条两端的压降为53V。因本板恒流电流值为0.135A，远远小于其正常工作电流0.283A，其两端压降也会稍微降低，所以暂按 50V计算；计算可得出所需可调电阻的阻值为（135-50）V/0. 135A=630Ω。于是把可调电阻的阻值调到630Ω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140V，灯条两端的压 降为49.3V，电流稳定在0.135A。为了进一步实验，把可调电阻的阻值调在400Ω和1450Ω这个范围内逐渐增大时，LED的供电电压也在 112V～265V之间变化，但是电流仍是0.135A恒定不变，灯条两端的压降也仍是恒定的49.3V。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266V，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，限制电压继续上升，以防止电路元器件击穿损坏。

HAIRUZR

学习了。
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东方超版，能不能出一个普及帖，内容是车载DVD导航仪的电路分析，最好详细些。我对车载DVD导航仪的信号流程不太了解，尤其是导航信号、倒车视频信号

常回家看看

优秀文章，值得学习。

菊翁

谢谢东方师傅的奉献

付唐

学习了，谢谢分享。。。

小岛森太郎

感谢东方老师的讲解文章，以前我不懂【恒流源】是什么，通过看东方老师的图文讲解我终于懂了。

1020833847

值得认真学习一下的帖子，谢谢楼主。

春花秋实

学习了，谢谢东方超版！

老庞家电维修

受益匪浅。多谢分享技术资料。

过境

多谢分享技术资料。

zhaodawang

学习学习，多谢分享技术资料！

sheep108

不错，谢谢分享!

渴望秋天

谢谢东方老师指点，学习了