基于EL7516芯片的TFT-LCD背光燈驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)

陳景忠，唐 菲

(揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇揚(yáng)州225127)

基于EL7516芯片的TFT-LCD背光燈驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)

陳景忠，唐 菲

(揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇揚(yáng)州225127)

LED具備節(jié)能、綠色環(huán)保和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在手機(jī)顯示屏、液晶顯示背光燈等很多方面有著廣泛的應(yīng)用。TFT-LCD液晶顯示背光燈的穩(wěn)定工作離不開恒定電源驅(qū)動(dòng)，為此，采用驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)器EL7516芯片設(shè)計(jì)了一款直流TFT-LCD背光燈驅(qū)動(dòng)電源，其工作可靠，轉(zhuǎn)換效率高，可以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。

芯片EL7516；液晶顯示器；恒流源驅(qū)動(dòng)

從上世紀(jì)60年代第一只可見(jiàn)光LED出現(xiàn)，LED業(yè)界陸續(xù)開發(fā)了砷化鎵、磷化鎵、磷化鋁等LED光源材料，其發(fā)光色彩由最初僅能發(fā)出紅光到發(fā)出黃綠藍(lán)光以及白光等各色光線，同時(shí)LED發(fā)光亮度也經(jīng)歷了由不可見(jiàn)到低亮度、高亮度甚至超亮度的質(zhì)的飛躍。

LED具備發(fā)光效率高、耗電少、綠色環(huán)保和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在手機(jī)顯示屏、液晶顯示背光燈等很多方面有著廣泛的應(yīng)用。作為新型光源，在照明領(lǐng)域?qū)⒂兄鸩饺〈谉霟舻陌l(fā)展趨勢(shì)。TFT-LCD液晶顯示背光燈的穩(wěn)定工作離不開恒定電源驅(qū)動(dòng)，本文采用驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)器EL7516芯片設(shè)計(jì)了一款直流TFT-LCD背光燈驅(qū)動(dòng)電源，它工作可靠，轉(zhuǎn)換效率高，可以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。

1 EL7516 驅(qū)動(dòng)芯片簡(jiǎn)介

EL7516芯片是一款高頻、高效線性調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)控制器。其輸入電壓范圍為2.5～5.5 V，內(nèi)含一只1.6 A、200 mΩ功率場(chǎng)效應(yīng)管，開關(guān)工作頻率為600 kHz或1.2 MHz，可由外部接地或接直流電源+5 V選定頻率。芯片驅(qū)動(dòng)電流最大可至600 mA。芯片外引補(bǔ)償腳易于進(jìn)行頻率補(bǔ)償，該芯片可方便地應(yīng)用于TFT-LCD顯示背景燈照明等場(chǎng)合。

EL7516芯片的主要參數(shù)：輸入電壓范圍2.5～5.5 V；600 kHz或1.2 MHz開關(guān)頻率可選；軟啟動(dòng)調(diào)節(jié)，內(nèi)部具有熱保護(hù)功能；內(nèi)含1.6 A、200 mΩ功率場(chǎng)效應(yīng)管；能驅(qū)動(dòng)至600 mA(效率大于90%)；工作溫度范圍：－40～85℃。EL7516芯片內(nèi)部電路及引腳圖如圖1～圖2所示。

圖1 EL7516芯片內(nèi)部電路框圖

圖2 EL7516芯片引腳圖

EL7516芯片由內(nèi)部基準(zhǔn)發(fā)生器、反饋電流感應(yīng)電路、集成放大比較器、振蕩器、關(guān)閉/啟動(dòng)電路、PWM邏輯控制器及外部場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (FET)驅(qū)動(dòng)器等電路組成。其中1腳(COMP：比較器補(bǔ)償控制端)外接一低ESR串聯(lián)等效電阻的電容即可進(jìn)行頻率補(bǔ)償。輸出電壓經(jīng)電阻分壓器取樣送入2腳(FB：反饋控制端)，并與內(nèi)部門限1.294 V比較后，經(jīng)脈沖寬度調(diào)制器(PWM)邏輯控制器驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管柵極，5腳(LX：電感端)場(chǎng)效應(yīng)管漏極連接儲(chǔ)能電感。3腳(SHDN：關(guān)閉端)為關(guān)閉/啟動(dòng)電路控制端。4腳(GND：接地端)接地。6腳VDD端輸入電源2.5～5.5 V，7腳為頻率設(shè)置端(FSEL)，當(dāng)其接地時(shí)，設(shè)置頻率600 kHz，當(dāng)其接VDD時(shí)，設(shè)置頻率1.2 MHz。EL7516提供標(biāo)準(zhǔn)的8-Pin MSOP(8芯微小尺寸)封裝。

2 TFT-LCD背光燈驅(qū)動(dòng)電源工作原理

2.1 Boost變換器電路原理

如圖3所示，晶體管S開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，電感線圈中電流呈線性變化，并儲(chǔ)存磁能。當(dāng)晶體管S開關(guān)斷開時(shí)，線圈L磁能產(chǎn)生的電壓VL與電源VS疊加向電容C、負(fù)載R供電。輸出電壓V0高于電源VS，故稱為升壓變換器。此時(shí)輸入電流iS是連續(xù)的，由于電容C充放電，負(fù)載電流I0也是連續(xù)的[1-2]。

圖3 Boost變換器電路原理圖

EL7516是一款典型的升壓芯片，工作于1.2 MHz定頻PWM模式，內(nèi)置1.6 A、200 mΩ場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)。圖4為EL7516芯片的典型應(yīng)用電路，通過(guò)升壓使輸入2.7～5.5 V變換成12 V的恒定電壓。

圖4 EL7516芯片典型應(yīng)用電路

如圖5所示，TFT-LCD背光燈驅(qū)動(dòng)電源由輸入電源電路、電流采樣電路、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、輸出反饋控制電路、電感器、輸出整流濾波電路等組成。

圖5 TFT-LCD背光燈驅(qū)動(dòng)電源原理框圖

2.2 TFT-LCD背光燈驅(qū)動(dòng)電源工作原理

圖6為驅(qū)動(dòng)TFT-LCD背光燈恒流電源原理圖，EL7516芯片1腳(COMP端)外接R1、C4進(jìn)行頻率補(bǔ)償，3腳(SHDN端)接電源關(guān)閉。7腳接VDD，設(shè)置頻率1.2 MHz。6腳輸入電壓為2.5～5.5 V DC，輸出電壓經(jīng)R3、R4電阻分壓器取樣送入2腳(FB反饋端)，并與內(nèi)部門限1.294 V比較后，經(jīng)PWM邏輯控制器驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管柵極，5腳(LX)端場(chǎng)效應(yīng)管漏極連接儲(chǔ)能電感L1。當(dāng)內(nèi)部場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通時(shí)，輸入電能被存儲(chǔ)在電感L1中。當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)管關(guān)斷時(shí)，電源與電感儲(chǔ)能疊加驅(qū)動(dòng)LED路燈串，改變電阻R2即可調(diào)節(jié)通過(guò)TFT-LCD背光燈LED的電流。

圖6 TFT-LCD背光燈驅(qū)動(dòng)電源原理圖

3 結(jié)論

本文選用驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)器EL7516芯片，采用升壓型結(jié)構(gòu)Boost變換器電路成功設(shè)計(jì)了一款小體積TFT-LCD背光燈驅(qū)動(dòng)電源，其工作可靠，且轉(zhuǎn)換效率高，可以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。

[1]陳景忠.一種直流LED恒流源電路的分析與研究[J].電源技術(shù)，2012(12)：1928-1930.

[2]陳景忠.基于電流型控制的LED恒流源分析與設(shè)計(jì)[J].半導(dǎo)體光電，2014(1)：149-152.

Design of TFT-LCD backlight driving power supply based on EL7516 chip

CHEN Jing-zhong,TANG Fei
(Yangzhou Polytechnic Institute,Yangzhou Jiangsu 225127,China)

Energy saving,green environmental protection and long life were the advantages of LED.In many aspects,such as mobile phone display,liquid crystal display backlight was widely used.Constant power drive was due to the stable work of TFT-LCD liquid crystal display backlight.Therefore,a dc TFT-LCD backlight driving power supply was designed with the drive regulator EL7516 chip.It was with reliably work,high conversion efficiency,and could achieved the effect of environmental protection.

chip EL7516;liquid crystal display;constant current source driving

TM 91

A

1002-087 X(2017)10-1477-02

2017-03-16

陳景忠(1965—)，男，江蘇省人，教授，主要研究方向?yàn)楣怆娍刂萍伴_關(guān)電源變換技術(shù)。