大屏幕LCD背光照明的控制方案
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在本文建議的單級功率轉換器中，每個(gè)顏色LED的電流都能單獨控制。根據RGB LED的主要波長(cháng)和視覺(jué)效率，可選擇 LED 陣列的顏色順序排列方向，為綠色、橙紅色、藍色、綠色……（G、R-O、B、G……），如圖1所示。藍-綠-綠-紅（BGGR）或紅-綠-綠-藍（RGGB）的系統配置都可以利用建議的單級功率轉換器進(jìn)行配置，并對每個(gè)LED電流加以控制。
每個(gè)彩色LED的正向壓降都會(huì )因其設計條件而有差異。例如，在350mA時(shí)，典型的紅、藍、綠光LED的正向壓降分別為2.95V、3.42V和3.42V。至于其他功率LED，以FOLH702R/G/B為例，它在350mA時(shí)其RGB LED的正向壓降分別為2.2V、3.1V和3.3V。所以，假設每種采用FOLH702R/G/B顏色LED的數量為100個(gè)，那么驅動(dòng)紅、綠和藍光LED的電壓應該大于220V、310V和330V，才能獲得驅動(dòng)LED所需350mA的典型電流強度。因此，如果LED采用串聯(lián)，則每種顏色LED都需要獨立的功率轉換器。圖7顯示了如何配置建議的單級功率轉換器來(lái)驅動(dòng)各RGB LED組別。
圖7 單級功率轉換器的電路配置
實(shí)驗及結果
實(shí)驗采用了KA3842作為CR-PWM控制器，并選擇100kHz作為感應電路的開(kāi)關(guān)頻率，其中L=900μH、Co=330μF/400Vdc、Ro=375Ω。功率器件采用FQP6N70（700V/6A）。如果交流輸入電壓設為110Vac，那么整流后直流電路線(xiàn)路的峰值電壓約為160Vpeak。圖8給出了MOSFET和感應電路電流的漏極-源極電壓，水平比例為10[μs/div]及100 [V/div]、1[A/div]。
圖8 MOSFET的漏極電壓和電流（水平比例10[μs/div]）
圖9顯示了漏極電壓vds和感應電流iL，水平比例為1[ms/div]，感應電流呈現為正弦波。
圖9 MOSFET的漏極電壓和電流（水平比例1[ms/div]）
圖10和圖11顯示了線(xiàn)路電流、直流電路電壓和電流波形連同交流輸入電壓作為參考。交流線(xiàn)路電流與線(xiàn)路交流輸入電壓同步。最后，圖12顯示了整體系統效率與負載1～90W變化的關(guān)系。圖13顯示了LED電流50～500mA變化獲得的功率因數。
圖10 交流線(xiàn)路電壓、直流電路電壓和線(xiàn)路電流
圖11 交流線(xiàn)路電壓和線(xiàn)路電流波形
圖12 頻率隨負載變化的關(guān)系
圖13 交流輸入功率因數隨負載電流的變化
實(shí)驗結果表明，建議的拓樸結構及其CR-PWM方案提供的功率因數接近0.9；在100～500mA負載電流水平的總系統效率接近0.85。建議的控制方法能為大屏幕LCD提供非常簡(jiǎn)單的解決方案，實(shí)現良好的功率因數校正，以及高效率和低成本。此外，它無(wú)須隔離的電流感應器來(lái)感測LED電流，只要在 MOSFET 的源端利用簡(jiǎn)單的電流感測電阻，因此能簡(jiǎn)化系統并降低成本。
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