背光灯驱动电源的工作原理

1.Boost变换器电路原理

如图8-11所示为典型的Boost变换器电路图，晶体管开关K导通时，电感线圈中电流呈线性变化，并储存磁能；当晶体管开关K断开时，线圈L磁能产生的电压UL与电源US叠加向电容C、负载RL供电，因输出电压Uo高于电源US，故称为升压变换器，此时输入电流Is是连续的，由于电容C充放电，负载电流Io也是连续的。

图8-12所示为EL7516芯片的典型应用电路，电阻R1、R2组成分压器，对输出电压取样反馈，通过升压使直流输入2.7～5.5 V变换成直流12 V的恒定电压输出。

图8-11　Boost变换器电路图

图8-12　EL7516芯片的典型应用电路

例8-2

如图8-12所示EL7516的典型应用电路中，电阻R1、R2组成分压器，已知电阻R1＝2.7 kΩ，R2＝5.1 kΩ，试求出反馈电压与输出电压的关系式。

解

根据反馈分压公式，可求出：

2.TFT-LCD背光灯驱动电源

如图8-13所示，TFT-LCD背光灯驱动电源由电源输入电路、电流采样电路、基准比较器（电压产生）电路、输出反馈控制电路、电感器、输出整流滤波电路等组成。

图8-13　TFT-LCD背景灯驱动电源原理框图

图8-14所示为驱动TFT-LCD背光灯恒流电源电路图，EL7516芯片1脚（COMP端）外接R1、C4进行频率补偿，3脚（端）接电源关闭。6脚接UCC，设置频率为1.2 MHz。7脚输入电压为2.5～5.5VDC，输出电压经R3、R4电阻分压，取样送入2脚（FB反馈端），并与内部门限1.294 V比较后，经PWM逻辑控制器驱动场效应管栅极，5脚（LX）端连接储能电感L1，当内部场效应管导通时，输入电能被存储在电感L1中；当场效应管关断时，电源与电感储能叠加驱动LED灯串，改变电阻R2即可调节通过TFT-LCD背光灯LED的电流。

思考题：背光灯驱动电源中，EL7516芯片内部电流感应是如何实现的？

图8-14　TFT-LCD背光灯恒流电源原理图

1.任务分析

安装检测一款LED恒流驱动电源，其控制电流稳定输出，输出电压＋7.2 V，恒定电流2 A。当环境光亮度变化时，可自动调节LED亮度，通过安装制作过程，使学生了解LED照明驱动电路安装过程，掌握其主要性能参数测试方法。

2.电路原理分析

NCP5009芯片是安森美公司推出的一种由升压式DC/DC变换器电路和电流调节电路构成的，可自动调节白光LED亮度的驱动器，它可用作彩色液晶显示器（LCD）的白光LED背光源驱动器。

NCP5009的主要特点如下：①输入电压范围为2.7～6.0 V；②输出电压可升高到15 V；③静态电流的典型值为3μA；④内部含有开关电流检测电阻器；⑤白光LED电流可由外设电阻器设定；⑥可方便地调节白光LED的亮度（本地或远程控制）；⑦外设一光电三极管，可根据环境光的亮暗自动调节白光LED的亮度；⑧高于75%的转换效率；⑨输出噪声低，所有引脚都有耐2 kV的ESD保护；⑩工作温度范围为-25～＋85℃。

LED恒流驱动电源电路如图8-15所示。引脚CLK端、引脚CS端可与外接微控制器μC相连。引脚1外接电阻器R2，设定LED电流Iref。PHOTO（引脚2）外接光敏电阻R1，用来检测环境光的亮暗及调节LED的电流，端的功能具有2种控制亮度工作模式，当端接高电平或悬空时，由外接微控制器μC控制亮度；当端接低电平时，LED的亮度调节由PWM信号来控制。

图8-15　LED恒流驱动电源电路

3.安装制作与检测

1）焊接与安装

按表8-2所示清点元器件，PCB板如图8-16所示，焊接过程中需手工插件、焊接。

表8-2　LED照明驱动电路元器件列表

(www.xing528.com)

图8-16　LED恒流驱动电源线路PCB板

2）电路安装与检测

电路安装完成后，需要对电路进行检测。

（1）通电前，先检查电源连线和电路板焊接情况，正常无误后，使用万用表测试输入电源，将电压设定为＋12 V。

（2）使用万用表测试输出电压＋7.2 V是否正常，如不正常，需使用万用表检查电路，从输入到输出测量NCP5009各引脚电压，同时用示波器测量输入电路各点电压是否正常，直至完成整个电路的输出调试，并记录测量数据。

（3）将端接地，端接地，连接两只LED灯负载，由输出信号中的R2设定电流，R1光敏电阻感应光照，用万用表检测输出电压Uo，同时观察LED灯的亮度变化。

3）演示与总结评估

（1）电路通电测试，验证电路的功能。

（2）工作效果评估。

1.开关电源按激励方式可分为自激式和它激式，自激式可由单管式和推挽式电路实现，它激式主要采用脉冲调频式、脉冲调宽式等形式，开关电源控制方式多采用脉冲宽度调制方式，部分采用脉冲频率调制方式。

2.开关电源电路变换形式可分为正激式、反激式、半桥式、全桥式、推挽式等。

3.LED照明灯根据不同的使用目的，可选择不同的调光驱动方式，其调光方式有模拟调光、数字调光、脉宽调光、晶闸管调光和无线调光等。

一、填空题

1.NE555芯片内部有_______、_______、_______、_______等电路。

2.NE555内部电压比较器触发端电压UTR与_______UCC比较，门限端电压UTH与_______UCC比较。

3.按激励方式，可以将开关电源分为_______、_______。

4.LED调光照明方式有_______、_______、_______等。

5.开关电源工作模式有_______、_______等。

6.EL7516芯片由_______、_______、_______、_______等电路组成。

二、选择题

1.脉冲频率调制是将（　）固定，通过调节工作频率来调节输出电压。

A.脉冲频率　B.脉冲宽度　C.输入电流　D.输入电压

2.LED是将电信号转换为（　）信号的半导体发光器件。

A.声音　B.力　C.光　D.位移

3.模拟调光电路要求触发信号是（　）。

A.连续的　B.不连续的　C.无所谓

三、问答题

1.NE555时基电路有哪些组成部分？各引脚的信号是什么？

2.LED照明灯有哪些主要特点？

3.开关电源常用反激式电路进行变换，它的工作特点是什么？

4.请叙述Boost变换器电路原理。