由1033A構成的LED背光驅動電路原理與維修

早期的液晶電視機都采用冷陰極熒光燈(CCFL)作為背光源，冷陰極熒光燈雖具有啟動快、易做成各種形狀、發(fā)光色溫好等優(yōu)點，但也存在驅動電路復雜、燈管易碎、壽命較短能耗較大等缺點。隨著LED制造與應用技術的日臻完善，目前生產的液晶電視已普遍采用LED燈作為背光源。

液晶電視背光源所用的LED燈，屬于中功率的發(fā)光二極管，單只管的工作電壓約為3V~3.5V，電流約為100mA~120mA，功率約為0.3W~0.5W。為了簡化驅動電路，通常由多個發(fā)光二極管串聯(lián)起來組成-一個燈串，由-一路電源來驅動;各個燈串的陽極并聯(lián)在一起，采取共陽極方式供電;各個燈串的陰極分開，與驅動電路形成回路，這樣既可簡化電路，又方便電視機進行調光控制。15英寸及其以下的小屏幕機一般只有一根燈條，燈條的安裝位置如圖1所示，屏幕大的電視機則有兩根或多根燈條，安裝在屏幕上下兩邊及兩側內。

由于LED電參數與結構的特殊性，再加上還要實現開/關及調光等功能，使得驅動電路不同于簡單的直流電路。下面以TCL L19P21型液晶電視機為例，介紹LED背光源驅動電路的特點與工作原理。
一、電路工作原理
該機的LED驅動電路采用專用驅動芯片1033A，如圖2所示。

1.升壓變換電路
升壓變換電路由芯片19、20腳內部電路(功率開關管)及C1、C2、L、VD、C3等元件組成，等效電路如圖3所示。供電電壓為12V，升壓后C3兩端電壓為46V，送往各個燈串的陽極。每個燈串有14只LED燈，每只LED燈的工作電壓為3.3V，工作電流為90mA，功率為0.3W。

升壓電路的原理如下:開關管VT在開關脈沖信號的控制下工作在開關狀態(tài)，當開關管飽和時，電感L與VT構成回路，電感中有電流流過而儲存電能，電壓極性為左正右負，整流二極管VD截止，這時電容C3中原儲存的電能向負載放電;當VT截止時，電感上產生的反向電動勢的極性為左負右正，整流二極管VD導通，電感L、整流二極管VD與負載構成回路，輸人電壓Vi與電感上產生的反向電動勢VL相疊加后一起向負載供電，同時向電容C3充電，當忽略二極管的壓降時，即有Vo=Vi+VL，顯然Vo>Vi，起到了升壓的作用。
2.恒流控制電路
該機6個燈串以共陽極方式連接在一起，各個燈串的陰極通過排阻分別與芯片的⑧~④腳(均為恒流檢測端)相連。在芯片內部，這些恒流檢測端均連接到調光控制管VT2的源極(圖2中只畫出⑧腳與VT2的源極相連)，VT2的漏極通過電阻R12與地構成回路，R12上的壓降就是恒流檢測信號，芯片根據該信號，自動調節(jié)比較放大電路所輸出的PWM調光控制信號的占空比，以實現恒流控制。

3.PWM調光電路

電視機主板控制系統(tǒng)送來的PWM調光信號經R4、R7串聯(lián)分壓后，從芯片⑥腳輸入。在R7兩端實測波形如圖4所示，即在調光過程中，脈沖峰峰值Vpp(33.5V)及周期T(1.1ms)穩(wěn)定不變，只是占空比在10%~90%之間變化。

正常工作時，芯片⑥腳電壓在0.3V~3.3V之間變化，并且在每次開機時， PWM信號的初始電壓有效值設定為2V;調光時，各個燈串共陽極端的電壓有效值為46V穩(wěn)定不變，各個燈串的陰極電壓有效值(如芯片⑧腳的電壓)隨PWM信號的占空比變化而變化，實測值為0.8V~9V，即加在每個燈串兩端的電壓有效值在37V~45.2V之間變化。若不接PWM調光信號，電視機無光柵，各個燈串共陽極電壓等于供電電壓12V，這說明LED背光驅動電源的升壓變換電路、調光電路均由主電路板送來的PWM信號控制。

4. ON/OFF控制電路

控制系統(tǒng)送來的ON/OFF信號經R1、R2串聯(lián)分壓后，從芯片的①腳輸人。當①腳為高電平5V時，電視機處于正常工作狀態(tài);為低電平oV時，則為待機狀態(tài)。待機狀態(tài)時，各個燈串共陽極電壓等于供電電壓12V，即升壓變換電路停止工作。當ON/OFF端開路時，電視機無光柵。在待機狀態(tài)時，除ON/OFF控制電壓為低電平外，PWM調光控制電壓也為oV，調光控制回路截止，LED燈停止工作。

5.保護電路

R17、R18串聯(lián)后接在C3兩端，構成輸出電壓過壓保護及負載LED燈開路檢測電路。檢測信號從芯片的16腳輸入，當輸出電壓過高或負載LED各個燈串都開路時，升壓變換電路會停止工作，燈串共陽極端的電壓等于供電電壓(12V)。但如果只有部分支路的燈串開路，則開路的燈串不亮，其余支路的燈串還會正常亮。
R8、R16一端接燈串陽極，另-端分別與芯片的⑦腳和15腳相連，對LED燈進行短路檢測。正常工作時，這兩腳的電壓為陽極電壓46V;當負載短路時，這兩腳的電壓會大幅下降，芯片檢測到此變化后，讓升壓變換電路、PWM調光電路停止工作，起到保護作用。
二、 故障檢修實例
故障現象1:開機后，電源指示燈亮，無光柵。分析檢修:從上述的工作原理可知，若背光驅動電路的12V供電、ON/OFF控制.PWM調光控制或保護電路異常，均會引起驅動電路不工作而無光柵。開機檢查，用萬用表測得12V供電、ON/OFF信號、PWM調光信號都正常。測C3兩端電壓為0V、C3兩端正常工作電壓為46V，待機狀態(tài)時為12V，顯然故障在前級。對二極管VD進行檢測，正常;對儲能電感L進行檢測，發(fā)現其外表發(fā)黑，經測量其內部已開路，換新后故障排除。
故障現象2:開機后，有光柵，但畫面明顯較暗。分析檢修:經觀察畫面暗是背光不足所致，故障與PWM調光信號、儲能元件LED燈的發(fā)光情況等有關。對電視機進行亮度調節(jié)操作，用示波器在R7兩端測PWM調光信號的波形，電參數正常(Vp-p=33.5V、T=1.1ms穩(wěn)定不變，占空比會變化);用萬用表測其電壓有效值為0.3V~3.3V，變化正常。亮度調到最大時，測各個燈條兩端的電壓，為39V，明顯偏低。測供電電壓12V正常，更換電容器C3后圖像亮度正常，看來故障原因是C3容量不足。
故障現象3:同“故障現象2”。分析檢修:對電視機進行亮度調節(jié)操作，用示波器測PWM調光信號的波形，電參數正常;用萬用表測其電壓有效值為0.3 V ~3.3V，變化正常;測C3兩端電壓為46V，正常。小心拆開液晶顯示屏，給電視機通電，發(fā)現有一個LED燈串(共有14只發(fā)光二極管)不亮，這就是故障的根源，小心取下燈條觀察，發(fā)現不亮燈串的PCB板銅箔斷路，用導線接通后試機，故障排除。
為方便檢修，特附上1033A在本電路中的實測數據，見表1。其中，在路電阻值系指針萬用表Rx1k擋所測。