大屏幕LED电视电源与背光驱动技术的研究

摘要

随着LED(Light Emitting Diode)器件技术和性能的不断提高，LED在液晶电视的背光领域产生重大影响。LED背光源以其节省能源消耗、色域宽泛、响应速度快、驱动电压低、使用寿命长以及无汞环保等诸多优势，促使运用LED作为液晶电视的背光源成为一种发展趋势。LED背光源可分为直下式、侧导光以及混合式等，其中侧导光LED背光源质量轻、厚度薄、成本较低，使得侧导光LED背光液晶电视越来越受到消费者的青睐，逐渐成为LED背光源液晶电视的市场主流产品。同时“高效节能”和“超薄”也对大尺寸侧导光LED背光液晶电视的电源与LED驱动设计提出了更高的要求。
　　 本文对课题的研究背景和国内外现状做了简要的概述；介绍了与课题相关的基本理论；以“高效节能”的设计主题为指导，重点研究实现了侧导光LED背光液晶电视电源部分与LED驱动电路的设计。最后通过硬件实现和性能测试，真正实现了“高效节能”和“超薄”，并在设计中实现了以下创新：
　　 高效节能方面：LED电源和驱动整合设计到同一块PCB上，将现有的大屏幕侧导光LED背光电源系统的效率由分离式设计的80％提高到90％以上，大大提高了系统效率；通过LED背光的全局动态控制，将现有的55寸液晶电视的整机平均功耗由120W降低至小于90W，真正实现了超低整机功耗；通过独立的待机电源控制，将现有液晶电视1W的待机功耗降低到0.5W以下，真正实现了超低待机功耗设计；通过恒定导通时间边界模式的有源功率因数校正电路，使系统的功率因数提高到接近1，实现了超高的功率因数设计；基于LLC谐振变换器的设计，大大降低了开关损耗和提升了系统效率。
　　 超薄设计方面：LED驱动部分不再使用双面PCB，而是同电源一起作为一个系统做到单面PCB上，大大节省了系统空间；通过器件的选型和成型工艺的严格要求，大幅度降低了电源与驱动电路板的高度，实现了板上10mm的超薄设计。这些都为整机的超薄设计奠定了基础。
　　 本论文的理论推导和设计实现，为大屏幕侧导光LED背光液晶电视电源和LED驱动在“高效节能”设计方面的进一步研究和推广奠定了基础。