引言
近年来,随着LED TV行业竞争的日趋激烈,LED电视普遍采用传统的侧光式背光模组,因灯数多,模组和恒流控制系统成本高而较少使用,相反,直下式背光模组因灯数较少和恒流控制系统成本低的特点,已广泛应用于大中小各个尺寸的整机产品上。与直下式模组匹配的恒流控制系统采用传统升压(Boost)或降压(BUCK)拓扑架构,在各个尺寸直下式背光模组的产品中得到广泛应用,但两者拓扑架构的背光转换效率较低,电路复杂,且成本较高。同时,随着国家倡导的绿色环保、节能减排观念的不断深入,降低整机能耗也成为电视发展的必然趋势。基于此,在研究如何提高LED电视背光效率的基础上,提出一种四通道高效电源架构,提高了大尺寸电视背光转换效率,降低整机功耗和恒流电路成本,同时,在LED电视行业内积极响应国家提出的“建设资源节约型和环境友好型”社会,具有极大的社会意义。
1 传统的恒流驱动方式
在LED电视及显示行业内,LED模组背光灯条普遍采用升压(Boost)或降压(BUCK)拓扑架构的恒流驱动方式。由于LED灯工作在恒流状态,LED灯电流大小恒定时,其电压可能存在一定的偏差,故在传统的LED背光驱动中,LED背光的驱动均采用恒流驱动源,电源系统均通过AC/DC转换为DC输出,然后再经过恒流驱动模块的降压或者升压电路系统实现LED灯条的恒流输出。其中,一种恒流架构为目前中小尺寸普遍使用的电源架构,背光模组部分供电使用Boost升压电路,电路损耗较大,效率低,电路较为复杂;另一种背光模组部分供电使用BUCK降压电路,电路损耗相对Boost升压损耗较小,效率较高,但因BUCK电路输出电压较高,一般设计高于模组灯条10~20 V的电压,同时因BUCK电路的特性导致开短路实验存在烧坏灯条的风险,一般较少使用。不论是升压(Boost)还是降压(BUCK)恒流架构,由于从交流输入到LED灯条需要经过两级的能量变换处理,所以目前的背光驱动方案存在以下几个缺点。
1.1 电路转换效率较低
输入电压先经过AC/DC处理,再经DC/DC处理来驱动背光灯条,两次电路变换导致电源转换效率较低。
1.2 恒流系统成本较高
恒流驱动的DC/DC需要相应的功率器件来实现电路转换,增加了恒流部分的系统成本