大尺寸超薄側光式LED背光源設計

　　3.1 燈條設計

　　光源采用雙芯片白光LED，燈條分布在背光源的四周。為了達到更好的電流均一性，燈條采用串并混聯(lián)，實(shí)行兩并多串。為了取得更好的散熱效果，LED燈條采用鋁基板加工制作。整個(gè)系統輸入電壓為24V，此電壓由外部電源轉換器提供。

　　3.2 驅動(dòng)控制電路設計

　　驅動(dòng)芯片是三路峰值電流模式PWM控制器，通過(guò)閉環(huán)控制輸出電流提供高精度LED電流。該芯片包含三個(gè)峰值電流模式控制器，給IC提供反饋，以確保更高效率和更高精度。芯片上的柵極驅動(dòng)器進(jìn)行了優(yōu)化，用來(lái)驅動(dòng)0.25A源電流或O.5A沉電流的邏輯電平FET，每個(gè)輸出電流可通過(guò)線(xiàn)性或PWM調光方法進(jìn)行單獨調光。

　　該芯片的閉環(huán)系統能動(dòng)態(tài)調節它的輸出電壓，以適應LED電流的線(xiàn)路和負載調整。單一封裝內集成的三路驅動(dòng)器保證了每串間有更好的電流匹配，同時(shí)降低了整個(gè)系統的芯片數量。具有40V線(xiàn)性穩壓器，提供5V電源給lC供電，三個(gè)轉換器的開(kāi)關(guān)頻率由內部振蕩器控制，三路有1200的相位差，以降低輸入電流波紋。高壓驅動(dòng)，電流匹配度良好。LED串間電流精度為4-2％，支持線(xiàn)性和PWM調光。

　　圖3 PW_M_波形圖（D=75％）

　　3.3 散熱設計

　　由于LED的光效較低，工作時(shí)會(huì )產(chǎn)生大量的熱量，如果不解決散熱問(wèn)題，會(huì )導致LED發(fā)光亮度的衰減和使用壽命的縮短。為了抑制LED產(chǎn)生的熱量影響背光模組的輝度和色度，就要對LED進(jìn)行散熱設計。

　　為了達到更好的散熱效果，將LED陣列焊接在鋁基板上（MCPCB），鋁基板比普通的PCB（FR4材質(zhì)的PCB）散熱效果要好很多倍。在鋁基板下面，設計了長(cháng)條形的散熱塊。在散熱塊和燈條之間貼敷導熱雙面膠，并用螺釘固定鋁基板和散熱塊。在背光源的四周熱量聚積地帶，貼敷帶保護膜的導熱片。為了降低熱阻，在LED焊盤(pán)上加導熱過(guò)孔。這樣，減少了PCB板垂直于熱流方向的截面積，從而減少了頂層和底層之間的熱阻而加強了LED燈熱量的傳導。最后，依靠電視機殼里的空氣對流將熱量散掉。

　　4 測試結果

　　本文所設計的液晶電視用超薄LED背光源為側光式結構，光源采用白光LED。圖4所示為組裝后的LED背光源，厚度為9.9mm。利用BM一7進(jìn)行九點(diǎn)測試，中心輝度為5，500nit，亮度均齊性為82％，色彩還原性達到95％@CIE 1976。背光源整體功率為150W，其中LED功耗為135W，驅動(dòng)電路效率達90％。背光系統的驅動(dòng)電路屬于高壓驅動(dòng)，電路簡(jiǎn)單，電流一致性良好。

　　圖4 組裝后的背光源

　　5 結論

　　本文設計了一款大尺寸超薄液晶電視用LED背光源，中心亮度達到5，500nit，整體背光源功率為150W，亮度均齊度為82％。整機厚度為9.9mm，達到業(yè)內領(lǐng)先水平。本文設計的背光源已通過(guò)信賴(lài)性測試，為量產(chǎn)打下了基礎。