实用的LED背光控制电路

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1、一种液晶显示器的LED背光驱动控制设计方案关键字：液晶显示器LED背光驱动控制相对传统的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、屏厚度低等优点在民用和军用显示产品上得到更多应用。尤其是它超强的色彩表现力更是CCFL背光源远不及的，其色彩饱和度达到甚至超过AdobeRGB和NTSC色彩标准要求，可以达到NTSCratio100%以上平面光源特性，而CCFL背光只能实现NTSC色彩区域的78%。另外，LED的高刷新频率使其在视频方面有更好的性能表现，LED显

2、示屏的单个元素反应速度是CCFL背光液晶屏的1000倍，即使是在强光下也可以照看不误，并且适应零下40℃的低温。随着LED背光源越来越广泛地应用，其驱动电路的良好设计也就显得格外重要。对于普通的小型液晶显示器而言，通常只要几个LED灯便可满足其显示要求，因此对驱动电路的要求也较低。对于中大型液晶显示器而言，常需要几十、上百个的LED灯，对电路驱动能力的设计要求就更高。笔者介绍的基于LT3599LED背光源驱动控制电路，可以适用于中大型液晶显示器（同样也可适用于小型液晶屏背光源的驱动）。此电路经测试和试验验证，能满足各种常规中大型液晶显示器的

3、背光驱动控制电路的要求。1LT3599简介LT3599是一款真彩色PWM脉宽调控的DC/DC转换器，它的占空比高达3000:1，带有4路LED驱动，每路可驱动120mA电流，且每路的电流大小均可编程控制和独立开关。它能适应3.1V～30VDC的宽输入电压范围，输出电压高达44VDC，开关频率范围为200kHz～2.1MHz，同步时钟的选择灵活———即可接外部时钟也可用自带同步时钟。LT3599带过压、欠压、过流、过热、抗较大浪涌电流、输出短路或开环保护等完善的保护功能，是一款安全可靠的集成控制芯片。2电路的总体设计整个驱动控制电路的整体构成

4、框图如图1所示，由多路电源输出模块、LT3599控制模块、FPGA可编程PWM脉宽控制模块、LED灯组模块组成。LT3599内部是升压电路，将输入的电压在FPGA模块的控制下转换成LED灯组所需的稳定电流和电压，从而实现亮度、对比度调节，提供给液晶屏稳定均匀的背光源。图1驱动控制电路系统框图2.1多路电源输出模块的设计设计时选用了日本COSEL公司的CBS502424、CBS502403集成电源块，设计成可调稳压电路。外部电源只有一路（+28VDC）输入，经内部的整流、滤波、电压转换和稳压处理后，转换输出给FPGA模块以及LT3599控制模

5、块所需要的+5VDC、+3.3V和+24VDC等多路电压。2.2LT3599控制模块的设计LT3599有2种封装：28个管脚的封装和32个管脚的封装，其中32个管脚的封装是热控增强型封装，对于高亮及中大型液晶屏来说，选择32个管脚的热控增强型封装设计电路更稳定可靠。其典型控制电路如图2所示。图2LT3599典型应用电路2.2.1输出LED驱动电流大小的设计LT3599有4路LED电流输出通道，每路输出的电流大小在30～120mA之间，具体通过设置ISET管脚所接电阻RISET值大小来控制，此RISET电阻值范围在11～44.2kΩ之间，RI

6、SET值与LED驱动电流大小的具体计算方法为：LT3599通过PWM脉宽调控来改变其输出给的LED电流值大小，从而改变LED的亮度，实现对液晶显示器亮度和对比度的调节。PWM脉宽与LED电流的关系曲线图如图3所示。图3PWM脉宽时序与LED电流关系图2.2.2开关频率的设计LT3599有很宽的工作开关频率，在200kHz～2.1MHz之间，具体由管脚RT所接电阻值的大小来决定，RT值与开关频率大小的关系图如图4所示。图4开关频率与管脚RT所接电阻值关系曲线图要想设计出最适合的电路开关频率，需综合考虑几个方面：1）开关频率越高则电感值越小，高

7、频开关损耗也就越小；2）对于低压驱动多个LED灯的情况，需尽量设置低的开关频率；3）设计时需考虑总电压功率的损耗。4）LT3599内部的同步时钟频率在240kHz～1.5MHz之间，对于启用了LT3599内部SYNC同步时钟频率的电路，电路的开关频率设计时需低于LT3599内部同步频率的20%，否则会导致电路工作不稳定。2.2.3输出LED所需电压的设计LT3599输出电压的大小通过设置电阻R10、R11的值来确定，计算公式为：为了确保电路长期使用的可靠性和输出效率，设计时输出电压值一般要高于LED所需电压的10%。为了减少输出纹波，在LT

8、3599电压输出端需还接一个4.7～10μF的电容。另外需注意，Vout管脚处所接肖特基稳压管允许通过的平均电流需大于LED驱动电流，此肖特基稳压管的最大反向电压还需大于LT35