背光驱动电路的选择策略和应用
2006-05
文/启攀微电子（上海）有限公司越来越多的便携式消费电子产品配备了彩色显示屏，例如手机、数码相机、PDA、MP3、PMP播放器等，其中手机又占据了这个市场的绝大部分份额，从而导致了这两年来中小尺寸显示屏产业链的飞速发展。根据应用的不同，显示屏会有不同的种类，例如TFT-LCD、CSTN-LCD以及OLED显示屏，从市场的应用看，OLED 显示屏只是在折叠式手机的副屏以及MP3的市场上占有一定的份额，而市场的主流依然是TFT和CSTN，这两种类型的LCD屏占据了现有的中小尺寸显示屏出货量的绝大部分。本文重点就中小尺寸的LCD显示屏的背光驱动解决方案作一个分析介绍。
背光驱动的技术分析
LCD显示屏自身并不发光，需要一定的白光背光源。在中小尺寸LCD显示屏中，一般采用白光LED作为显示屏的背光源。白光LED背光源由数个白光LED组成，如手机、数码相机一般仅需
要2到3个白光LED，而PDA和PMP则根据其显示屏的面积，可能需要3到6个LED。对背光驱动电路的要求是：满足背光的亮度要求、整个显示屏亮度均匀、亮度可以方便地调节、驱动电路占PCB空间要小、工作效率高、综合成本低、对系统其他模块干扰小。
根据应用场合不同，系统设计者关注的重点可能会有所差别，例如对于低成本的产品方案中，可能会把整个驱动电路的成本放在第一位，对于手机的应用中，白光驱动电路对其他模块是否会产生EMI干扰则是要重点考虑的因素，而在MP3应用中，又有可能对EMI干扰不太关心。
白光LED驱动器基本上有两种驱动方式：一种是采用电感升压式DC/DC升压变换的原理来驱动，所有的LED串联接在一起，一般也叫做串联型驱动方式；另一种是采用升压式电荷泵驱动电路，所产生的电压一般在5V/4.5V或者是根据LED的正向导通电压而自定的一个电压，所有的LED并联在一起，一般也叫做并联型驱动方式。
串联驱动电路
从技术发展的角度看，串联型驱动出现的比较早，技术上也比
较成熟。以启攀微电子的CP2126为例，典型的串联型驱动电路如图一所示：
一般而言，采用串联方式使流过每一个LED的电流都一样，则发光的均匀性好；同时由于其升压原理，所产生的电压依赖于LED 导通指定电流时所需要的电压，反馈电压CS内部设定为95mV，可以计算出当需要15mA的LED电流时，R1的值应该为：
R1＝95mV/15mA=6.3ohm
无论是驱动2个LED还是多达5个LED，都可以通过改变R1的电阻值可以灵活的设定LED的亮度，在SHDN引脚施加一定占空比的PWM控制信号，可以使LED的亮度从不亮到满亮度之间无级可变。
在CP2126的设计中注意两个问题：
1、避免了EMI的干扰问题
CP2126避免了一般的串联型LED驱动电路中电感和大电流开关所产生的EMI干扰问题，对于例如MP3、PMP之类的应用场合，这个问题可能影响不大，但是在手机应用中，EMI干扰会造成手机的接收灵敏度变差。CP2126通过优化了内部电路的设计，避免了这个问题。
表一对比了两款串联驱动芯片在相同的应用情况下，对手机接收灵敏度的影响。
可以看到，CP2126的工作与否对手机接收灵敏度的指标几乎没有影响，而芯片X在工作时，由于EMI的干扰造成了手机接收灵敏度的下降。同时，CP2126在输入3.6V驱动3个白光LED的典型应用情况下，可以达到83％的转换效率。
PCB设计也会对电路性能有比较大的影响。一般而言高频部分的走线应该尽可能的短而粗，对地的过孔尽可能的大而多，在CP2126的相关资料中对此都有比较详细的说明。
2、内置输出开路保护电路
在应用中，有可能出现LED的开路故障情况，在这种情况下，由于CS引脚的反馈电压始终为0，如果没有保护电路，这种升压型的电路就会一直升压直到内部的开关管被击穿而损坏。所以，没有内置开路保护电路的芯片会要求外部增加一个Zener二极管，利用它的击穿来保护内部的开关管。保护电路如下：显而易见，这样的保护电路又增加了系统的成本和PCB板的面积。另一种保护方式是增加一个引脚，采用如SOT23－6L的封装，对VOUT的电压采样并进行检测。CP2126的设计可以保证外围应
用电路无须做任何改动，在LED开路的情况下芯片依然不被损坏，当故障状态解除后，芯片又可以正常工作。
虽然串联驱动电路具备了效率高的优点，但是整体的解决方案需要一个电感和一个肖特基二极管，这又额外的增加了系统成本，使得最终的综合成本和并联相比，并不一定有优势。同时，贴片电感的体积较大，一般有5.2mm×5.2mm大小，同时还有可能产生EMI干扰。
并联驱动电路
1、固定模式并联驱动电路
早期的并联驱动电路只是解决了LED所需要的电压问题，它把电池电压统一通过电荷泵的方式升压到5V或者4.5V的这样一个固定的电压，然后每一个LED通过串联一定的电阻阻值来控制LED的电流。
电荷泵电路的一个基本缺点在于，在给定的输出电压要求情况下，随着输入电压的变化，转换效率变化很大，理论上，两倍电荷泵电路所能达到的最高效率为：
Eff=VOUT/(2×VIN)％
例如，当VIN=3.1V，VOUT=5V时，效率可以达到83.3％，由
于内部器件的损耗，一般也可以达到80％以上。
但是，当VIN=4.2V，VOUT=5V时，理论效率最高就只有59.5％。
从图中可以看到，CP2128外围元件只需要三个电容，根据驱动LED灯的数目的不同，需要1到5个电阻，和串联驱动电路相比，虽然具有效率不高的缺点，但是外围元件的成本和所占PCB面积都比较小，还可以说是相当低成本的一个解决方案。
混和模式并联驱动电路
为了能够和串联驱动相抗衡，并联驱动电路要重点解决两个问题：一个是效率，一个是电流匹配。为了提高效率，非常有必要引入新的工作模式。在这种情况下，驱动电路所产生的输出电压不再是一个固定值，而是一个适当的并且可以驱动LED的电压值。一般来说，白光LED在工作电流为20mA时，正向导通电压一般在3.1～3.5V左右。锂电池的额定电压为3.6V或3.7V，充满电后的电压一般在4.2V～4.3V，锂离子电池允许深度放电到2.7V，但是在实际应用中，一般手机设置的强制关机电压为3.6V左右（不同整机厂商设定的强制关机电压可能不同）。在电池充满电后，这个电压足以直接驱动LED，在这种情况下，电荷泵电路不工作，电池的电压通过一个开关直接到VOUT然后驱动LED。而随着电
池的放电，电池电压会逐步降低，当降低到一定的程度不足以直接驱动LED时，电荷泵电路开始工作。所以集成多种驱动模式成为背光驱动的主流解决方案，即所谓集成1倍模式和1.5倍模式，并且在尽可能的情况下，让电路工作在1倍的直通模式下。启攀微电子新推出的CP2130/1/3，很好的解决了这两个问题。其中CP2130可以最多驱动5个LED，CP2131可以最多驱动3个LED，CP2133可以最多驱动4个LED。
同样，对于系统应用而言，最关心的指标仍是效率和LED电流匹配度。所谓效率，尽可能的工作在1倍模式能够显著提高整个电池工作电压范围的电源转换效率。
1、效率
对于关注的效率问题，CP2130/1/3实现了两种工作模式自动适应动态切换（即根据电池电压和LED实际导通压降判断），而不是固定电压点切换（即只考虑电池电压），从而显著提高了效率。只要电池电压比LED的工作电压高350mV至550mV（根据EN1和EN2的引脚设定不同而不同）时，CP2130/1/3就可以工作在相对效率较高的一倍模式下。
图五：CP2130/1/3的工作效率图
图示为典型应用情况下CP2130/1/3的工作效率。可以看到效率根据工作模式的不同，是一个两段的折线图，80％的电池能量在3.6V～4.1V之间，在这个电压范围内可以获得平均80％以上的工作效率。
2、电流匹配度
和串联驱动相比，并联驱动要解决的一个重要问题就是各个LED间的电流匹配，由于LED的发光亮度是和它的工作电流相关的，不一样的电流会导致显示屏的亮度不均匀。对于并联驱动的LED，在实际应用中，LED由于批次的不同和个体差异，在同样工作电流情况下的正向导通压降不同，可能会有50mV－200mV
左右的电压差值，这要求在设计内部的电流控制电路时需要考虑到这个差异。CP2130/1/3采用申请了国家专利保护的Auto-Mirror 技术，可以使得各并联白光LED电流匹配度几乎不随白光LED
导通压降的差别而变化。即使导通压降差在50mV－200mV之间，LED的电流匹配度仍然可以达到2％以内。
3、支持PWM调光
目前调光方式主要有两种，一种是通过改变LED的直流工作电流的方式来调整亮度，例如，有的芯片通过设置内部的寄存器来
直接设置LED的直流工作电流，从而达到不同的亮度台阶，这种方式的缺点是可能会产生色移。所谓的白光LED，其实是利用一种作为其管芯的蓝光LED所发出的短波长紫蓝光，激发涂布于输出光学透镜内壁的荧光材料，进而产生波谱较宽的白色复合光。在非额定电流工作情况下，LED所产生的光谱会有变化，导致最终的白光有色移。而另一种方式就是PWM调光，利用人眼的视觉暂停原理，以一定的频率和占空比来周期性的控制白光LED的导通电流在零电流到额定工作电流之间来回切换，从而调整亮度，这种调光方式就不会产生色移。在应用时，为了确保人眼看不到LED周期亮灭的情况，PWM调光的频率一般要大于100Hz，CP2130/1/3可以支持0～50KHz的调光频率范围，这样大大方便了系统的设计。并且由于芯片优越的环路控制特性，保证了调光过程的平稳，消除了可能潜在的噪声干扰。
同时对于第一种调光方法，CP2130/1/3也设置了满量程、2/3量程和1/3量程三个电流等级来实现直流调光方式。
总结
本文对比介绍了目前常用的两种背光驱动解决方案，串联驱动电路具备效率高的优点，但是外围元件比较多，而并联驱动电路
经过不断的发展，已经由最初的单纯的2倍电荷泵模式电压控制型电路变成自动适应模式选择加电流控制的电路。这样的电路具备了外围元件数目少、综合成本低的优点，同时也避免了串联驱动电路通常所可能有的EMI干扰问题。目前，并联驱动电路的方案已经越来越多，逐步成为背光驱动电路的主流方案。
大功率LED 的驱动电路设计（PT4115应用） 摘要：LED （light emitting diode ）即发光二极管，是一种用途非常广泛的固体发光光源，一种可以将电能转化为光能的电子器件。由于LED 具有节能、环保、使用寿命非常长，LED 元件的体积非常小，LED 的发出的光线能量集中度很高，LED 的发光指向性非常强，LED 使用低压直流电即可驱动，显色性高（不会对人的眼睛造成伤害）等优点，LED 被广泛应用在背光源、照明、电子设备、显示屏、汽车等五大领域。而且随着LED 研发技术的不断突破，高亮度、超高亮度、大功率的LED 相继问世，特别是白光LED 的发光效率已经超过了常用的白炽灯，正朝着常照明应用的方向发展，大有取代传统的白炽灯甚至节能灯的趋势。 本论文主要介绍采用恒流驱动方式实现驱动电路，并且提出一种基于恒流驱动芯片PT4115的高效率的大功率LED 恒流驱动解决方案。该种驱动电路简单、高效、成本低，适合当今太阳能产品的市场化发展。。 关键词：大功率LED ；驱动电路；恒流驱动芯片PT4115 一、LED 主要性能指标： 1）LED 的颜色：目前LED 的颜色主要有红色,绿色,蓝色,青色,黄色,白色,暖白,琥珀色等其它的颜色； 2）LED 的电流：一般小功率的LED 的正向极限电流多在20mA 。但大功率LED 的功率至少在1W 以上，目前比较常见的有1W 、3W 、5W 、8W 和10W 。1W LED 的额定电流为350mA,3W LED 的750mA 。 3）LED 的正向电压：LED 的正极接电源正极,负极接电源负极。一般1W 的大功率LED 的正向电压为3.5V~3.8V 。 4）LED 的反向电压：所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏 LED 发光强度：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)，单位为坎德拉（cd ）。 5）LED 光通量：光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通量。单位为流明(lm)。如1W 大功率LED 的光通量一般为60~80LM 。 6）LED 光照度：1流明的光通量均匀分布在1平方米表面上所产生的光照度.，单位为勒克斯(lx)。 7）LED 显色性：光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色逼真的程度。 8）LED 的使用寿命：LED 一般可以使用50,000小时以上。 9）LED 发光角度：二极管发光角度也就是其光线散射角度，主要靠二极管生产时加散射剂来控制。 二、大功率LED 的驱动方式： LED 驱动简单的来讲就是给LED 提供正常工作条件(包括电压,电流等条件)的一种电路,也是LED 能工作必不可少的条件,好的驱动电路还能随时保护LED ，避免LED 被损坏。 LED 驱动通常分为以下三种方式： (1) 镇流电阻驱动：就是简单的的在LED 变LED 的驱动电流.。 LED 的工作电流为： R U U I L -= 所以I 与镇流电阻R 成反比；当电源电压U 时，R 能限制I 的过量增长，使I 不超出LED
小型LCD背光的LED驱动电路设计 过去几年来，小型彩色LCD 显示屏已经被集成到范围越来越宽广的 产品之中。彩色显示屏曾被视为手机的豪华配置，但如今，即便在入门级手机 中，彩屏已成为一项标配。幸好，手机产业的经济规模性(全球手机年出货量接 近10 亿部)降低了LCD 彩色显示屏的成本，并使它们集成在无论是便携医疗设备、通用娱乐遥控器、数字相框/彩色LCD 显示屏需要白色背光，以便用户在 任何光照环境下都能正常地观看。这个背光子系统包括1 个高亮度白光发光二 极管(LED)阵列、1 个扩散器(diffuser)以扩散光线和1 个背光驱动器将可用电能 稳压为恒定电流以驱动LED.一块1 到1.5 英寸的显示屏可能包含2 到4 个LED,而一块3.5 英寸显示屏则可能轻易地就包含6 到10 个LED.对于LED 而言，其光 输出与电流成正比，而且由于LED 具有非常陡峭的电流-电压(I-V)曲线，流过LED 的电流紧密匹配是非常重要，这样才能确保均衡背光，因为LED 通常分 布在LCD 显示屏的一边。此外，也需要软件控制让用户调节亮度，以及针对 周围光照环境作出补偿。根据流经LED 电流的不同，LED 的色点(color point) 可能会漂移。因此，将LED 电流设定为固定值并对LED 进行脉宽调制以降低 平均光输出就很普遍。要在手持产品设计中集成小型彩色LCD 显示屏并进而 实现成本、性能和电池寿命的恰当平衡，存在着一系列需要考虑的因素。 电池供电产品需要优化的LED 驱动电路架构，这些架构要处理并存的 多项挑战，如空间受限、需要高能效，以及电池电压变化-既可能比LED 的正 向电压高，也可能低。常用的拓扑结构有两种，分别是LED 采用并联配置的 电荷泵架构/恒流源架构和LED 采用串联配置的电感升压型架构。这两种方案 都有需要考虑的折衷因素，如升压架构能够确保所有LED 所流经的电流大小 相同但需要采用电感进行能量转换，而电荷泵架构使用小型电容进行能量转换，
第一篇、教你学会看电路图轻松修手机 一、一套完整的主板电路图，是由主板原理图和主板元件位置图组成的。 1.主板原理图，如图： 2.主板元件位置图，如图：
主板元件位置图的作用：是方便用户找到相应元件所在主板的正确位置。而主板原理图是让用户对主板的电路原理有所了解，知道各个芯片的功能，及其线路的连接。 二、相关名词解释 电路图中会涉及到许多英文标识，这些标识主要起到了辅助解图的作用，如果不了解它们，根本不知道他们的作用，也就根本不可能看得懂原理图。所以在这里我们会将主要的英文标识进行解释。希望大家能够背熟记熟，同时希望大家多看电路图，对不懂的英文及时查找记熟。 如图：
以上英文标识在电路图上会灵活出现，比如“扬声器”是“SPEAKER” ，它的缩写就是“SPK”，“正极”是“positive” ，缩写是“P” ，那么如果在图中标记SPKP，那么就证明它是扬声器正极。所以当有英文不明白的时候，可以将它们拆开后再进行理解，请大家灵活运用。
第二节主板元件位置图 一、元件编号 每一个元件在主板元件位置图中，都有一个唯一的编号。这个编号由英文字母和数字共同组成。编号规则可以分成以下几类： 芯片类：以U 为开头，如CPU U101 接口类：以J 为开头，如键盘接口J1202 三极管类：以Q 为开头，如三极管Q1206 二级管类：以D 为开头，如二极管D1102 晶振类：以X 为开头，如26M 晶体X901 电阻类：以R 或VR（压敏电阻）为开头，如电阻R32 VR211 电容类：以C 为开头，如电容C101 电感类：以L 为开头，如电感L1104 侧键类：以S 为开头，如侧键S1201 电池类：以 B 为开头，如备用电池B201 屏蔽罩：以SH 为开头，如屏蔽罩SH1 振动器：以M 为开头，如振子M201 还有一部分标号是主板上的测试点，以TP 为开头。 二、查找元件功能 用户可以根据相应的元件编号去查找主板原理图，从而了解此元件的作用。随便拿块主板作为示例。 如果想了解某一个元件的主要功能（图中红圈内元件） 如图：
手机电源电路分析 一、手机电源电路的基本工作过程 电源电路是手机其他电路的“食堂”，电源电路只有“按质”(电压要符合标准)、“按量”(各路输出要正常)、“按时”(该输出时要输出)地完成“本职工作”，其他电路才能工作，手机任何一个电路，只要他的供电不正常，他就会“罢工”，表现出各种各样的故障现象，可见电源系统在手机电路中的重要性。 手机所需的各种电压一般先由手机电池供给，电池电压在手机内部需要转换为多路不同电压值供给手机的不同部分。手机的开机过程是：按下电源开机键后(一般需超过2秒)，电源集成电路输出电压为CPU供电，输出复位信号供CPu复位，同时，电源集成电路还输出13Ⅷz 振荡电路的供电电压，使13MHz振荡电 路工作，产生的系统时钟输入到CPU；CPU在具备电源、复位、时钟”三要素”后，若再得到软件的支持，则输出开机维持信号，送到电源集成电路，以代替开机键，维持手机的正常开机。 手机电源开机过程如图4-33所示。 二、手机电源基本电路 1.电池供电电路 手机电池的类型多种多样，其连接电路也多种多样，但它们都有一个共同特点：电池电源通常用VBATT、VBAT、BATT、BATT+表示。也有用VB、B+来表示的。对于摩托罗拉手机来说，既可以通过电池供电，也可以通过外接电源供电，电池供电用BATT+表示，外接电源用EXT-B+表示，经过外接电源和电池供电转换后的电压一般用B+，表示。有的手机电池电路中还有一个比较重要的信号线路—电池识别电路。电池通过四条线和手机相连。即电池正极(BATT 等)、电池信息(BSI、BATID、BATT-SER-DATA等)、电池温度(BTEMP)、电池地(GND)。此信号线通常是手机厂家为防止手机用户使用非原厂配件而设置的，它也用于手机对电池类型的检测，以确定合适的充电模式。其中，电池信息和电池温度与手机的开机也有一定的关系。接触不良，手机也可能不开机。 2.开机信号电路 手机的开机方式有两种，一种是高电平开机，也就是当开关键被按下时，开机触发端接到电池电源，是一个高电平启动电源电路开机；一种是低电平开机，也就是当开关键被按下时，开机触发线路接地，是一个低电平启动电源电路开机。 爱立信的手机基本上都是高电平触发开机。摩托罗拉、诺基亚及其他多数手机都是低电平触发开机。如果电路图中开关键的一端接地，则该手机是低电平触发开机，如果电路图中开关键的一端接电池电源，则该手机是高电平触发开机。 开机信号常用ON／OFF或PWR-SW、PWRON、nPOWKEY等表示。另外，在开机信号电路中，会看到一个开机维持信号(看门狗信号)，这个信号采自于CPU，以维持手机的正常开机，开机维持信号常用WDOG、DCON、CCONTCSX、PWERON等表示。 3.升压电路
自动化学院 电子基础课程设计任务书 系班学生： 课题名称：LED驱动电路的设计与制作 课题要求：一、1、工作电源：交流220伏 2、LED功率为3W 二、完成原理图、PCB图设计 三、完成安装及调试。 四、写出设计报告。 课题内容： 第一周：查找相关资料；方案设计。 第一周：设计原理图、PCB图。 第二周：完成安装及调试。撰写报告 主要参考资料： [1].王庆主编. Protel99SE & DXP 电路设计教程. 电子工业出版, 2006.6 [2].康华光等. 电子技术基础（模拟部分第五版）.高等教育出版社, 1999.6 [3].康华光等. 电子技术基础（数字部分第五版）.高等教育出版社, 1999.6 时间：2009年1月5日
自动化学院 电子基础课程设计评分标准 平时表现评分：（20%） 优秀：（90-100） 遵守纪律，尊敬老师，爱护设备，工作量饱满，动手能力强，无缺勤,很好按课题进度进行。 良好：（80-89） 遵守纪律，爱护设备，工作量饱满，动手能力较强，考勤情况良好，较好按课题进度进行。 中等：（70-79） 遵守纪律，爱护设备一般，工作量一般，动手能力一般，偶尔缺勤，基本按课题进度进行。 及格：（60-69） 遵守纪律一般，人为因素损坏设备，工作量一般，动手能力差，偶尔缺勤，能按课题进度进行。 不及格：（59以下） 不遵守纪律，人为因素损坏设备，有技术安全事故，工作量不饱满，动手能力很差，经常迟到，早退，缺勤。 课题完成情况评分：（50%） 优秀：（90-100） 全部完成任务书要求，完成质量优良、结果正确，所完成的设计有一定的独立见解。 良好：（80-89） 全部完成任务书要求，完成情况良好，所完成的设计正确，解决了一些实际问题，结果正确。 中等：（70-79） 基本完成任务书要求，完成质量尚好，所完成的设计基本正确，但存在一些不足。 及格：（60-69） 基本完成任务书要求，完成质量尚好，所完成的设计基本正确，但有小错误。 不及格：（59以下） 未完成任务书要求，所作的设计有严重错误，基本概念不清。 电子基础课程设计报告质量评分（30%） 1、文献资料收集、整理、分析；对课题研究意义的阐述；文字精练、流畅、绘图整洁、符合标准规范、字体工整； 2、基本概念、基本理论及专业知识掌握扎实，运用灵活；设计思路、设计内容、计算方法及结果、计算机运用正确无误； 3、试验数据的获取（软件调试方法及过程）试验过程（调试过程）的正确性； 4、电子基础课程设计的结论，存在的问题，研究结果的创新性；
专门找了几个例子，让大家看看。自己也一边学习。 分析一个电源，往往从输入开始着手。220V交流输入，一端经过一个4007半波整流，另一端经过一个10欧的电阻后，由10uF电容滤波。这个10欧的电阻用来做保护的，如果后面出现故障等导致过流，那么这个电阻将被烧断，从而避免引起更大的故障。右边的4007、4700pF电容、82KΩ电阻，构成一个高压吸收电路，当开关管13003关断时，负责吸收线圈上的感应电压，从而防止高压加到开关管13003上而导致击穿。13003为开关管(完整的名应该是MJE13003)，耐压400V，集电极最大电流1.5A，最大集电极功耗为14W，用来控制原边绕组与电源之间的通、断。当原边绕组不停的通断时，就会在开关变压器中形成变化的磁场，从而在次级绕组中产生感应电压。由于图中没有标明绕组的同名端，所以不能看出是正激式还是反激式。 不过，从这个电路的结构来看，可以推测出来，这个电源应该是反激式的。左端的510KΩ为启动电阻，给开关管提供启动用的基极电流。13003下方的10Ω电阻为电流取样电阻，电流经取样后变成电压(其值为10*I)，这电压经二极管4148后，加至三极管C945的基极上。当取样电压大约大于1.4V，即开关管电流大于0.14A时，三极管C945导通，从而将开关管13003的基极电压拉低，从而集电极电流减小，这样就限制了开关的电流，防止电流过大而烧毁(其实这是一个恒流结构，将开关管的最大电流限制在140mA左右)。 变压器左下方的绕组(取样绕组)的感应电压经整流二极管4148整流，22uF电容滤波后形成取样电压。为了分析方便，我们取三极管C945发射极一端为地。那么这取样电压就是负的(-4V左右)，并且输出电压越高时，采样电压越负。取样电压经过6.2V稳压二极管后，加至开关管13003的基极。前面说了，当输出电压越高时，那么取样电压就越负，当负到一定程度后，6.2V稳压二极管被击穿，从而将开关13003的基极电位拉低，这将导致开关管断开或者推迟开关的导通，从而控制了能量输入到变压器中，也就控制了输出电压的升高，
大屏幕液晶显示屏背光灯及高压驱动电路原理及电路分析（一） （目前液晶电视的销量和社会保有量非常大，液晶电视的维修资料奇缺，而液晶电视的背光灯高压驱动电路又是液晶电视中极易发生故障的部位，它类似于CRT电视的行扫描电路，是高压大电流电路，其故障率不低于CRT电视的行扫描电路。目前对于该部分的原理电路分析维修的资料很少，该文对于背光灯管及驱动电路的特性、构造、组成、要求、电路原理分析比较详尽，以帮助维修人员更加深刻的理解液晶电视背光灯驱动电路，为下一步维修打好基础） 液晶电视的显示屏是属于被动发光型的显示器件，液晶屏自身不发光，它需要借助背光灯来实现屏的发光，即背光灯管发出光线通过液晶屏透射出来，利用液晶的分子在电场作用下控制通过的光线（对光进行调制）以形成图像，所以一块液晶屏工作成像必须配上背光源才能成为一个完整的显示屏，要显示色彩丰富的优质图像，要求背光灯的光谱范围要宽，接近日光色以便最大限度的展现自然界的各种色彩。目前的液晶屏背光灯，一般采用的是光谱范围较好的冷阴极荧光灯（cold cathode fluorescent lamp；CCFL）作为背光光源。 大屏幕的液晶电视要保证有足够的亮度、对比度和整个屏幕亮度的均匀性，均采用多灯管系统，32寸屏一般采用16只灯管，47寸屏一般采用24只灯管。耗电量每只灯管约为为8W计算，一台32寸屏的液晶电视背光灯耗电量达到130W,一台47寸的液晶电视背光灯的耗电量达到近200W（加上其它电路耗电，一台32寸屏的液晶电视耗电量在200W左右） 冷阴极荧光灯的构造和工作原理 冷阴极荧光灯CCFL是气体放电发光器件，其构造类似常用的日光灯，不同的是采用镍﹑钽和锆等金属做成的无需加热即可发射电子的电极——冷阴极来代替钨丝等热阴极，灯管内充有低气压汞气，在强电场的作用下，冷阴极发射电子使灯管内汞原子激发和电离，产生灯管电流并辐射出253.7nm紫外线，紫外线再激发管壁上的荧光粉涂层而发光，图1。 冷阴极荧光灯的特性 冷阴极荧光灯是一个高非线性负载，它的触发（启动）电压一般是三倍于工作（维持）电压，（电压值的大小和灯管的长度和直径有关）冷阴极荧光灯在开始启动时，当电压还没有达到触发值（1200～1600V）时，灯管呈正电阻（数兆欧），一旦达到触发值，灯管内部产生电离放电产生电流，此时电流增加，灯管两端电压下降呈负阻特性 图2，所以冷阴极荧光灯触发点亮后，在电路上必须有限流装置，把灯管工作电流限制在一个额定值上，否则会因为电流过大烧毁灯管，电流过小点亮又难以维持。
《手机原理与故障维修技巧与实例》习题答案 思考与练习1 1、什么是通信？移动无线通信系统由什么构 成？ 答通信是指信息的传递。 移动无线电通信系统由移动通信系统一般由移动台(MS)、基地站(BS)、移动业务交换中 心(MSC)、市话网(PSTN)、中继线等组成。 2、数字移动通信采用什么分区方式，为什么？答：数字移动通信是采用小区制方式，因为数字移动通信要求容纳更多的用户，需要提供数字化的信息服务。 3、越区切换在数字通信中有什么作用？ 答越区切换的作用是在数字蜂窝移动通信 中，当移动台从一个小区移动到另一个小区时，为了保持继续正常通话，不至中断，需要进行 越区切换，即由移动服务交换中心(MSC)命令移 动台从一个小区的无线频道上的通话转接到另 —小区的无线频道上。 4、双频手机的两个频段的频率范围是多少？ 5、双工间隔是指什么？移动通信的双工间隔 是多少？信道间隔是指什么？
6、手机中时钟的晶体类型有那些？时钟晶体 损坏将引起那些故障？主时钟晶体电路的构成有那些类型？ 答手机的时钟晶体有开机时钟晶体和时间显示时间晶体。主时钟晶体损坏将引起不能开机或不能入网的故障。时间晶体损坏将引起不能显示时间的故障，有的手机时间晶体损坏也会引起手机不开机。主时晶体电路构成有现两种，即MOTOROLA、ERICSSON基本采用26MHz晶体、中频芯片中的正反馈放大器、变容二极管组成的，而SAMSUNG及NOKIA采用晶体及芯片构成的。这两种时钟信号振荡器的区别是：前者需要AFC控制信号加到中频电路外围变容二极管的负极上上，控制变容二极管的电压，从而改变电路的谐振频率，并且还需要振荡三极管、电感、电容来构成时钟振荡器电路；后者由中频电路、晶体、AFC控制信号构成，不需要外加振荡三极管、变容二极管等元件。 7、什么是APC电路？有何作用，试画出简图说明APC电路的控制过程？答 APC电路的作用是自动功率控制电路，控制手机的发射
详解液晶彩电背光灯驱动电路 为了让冷阴极灯管安全、高效稳定地工作，其供电与激励必须符合灯管的特性。具体而言，灯管的供电必须是频率为30kHz~100kHz的正弦交流电。如果给灯管两端加上直流电压，会使部分气体聚集在灯管的一端，则灯管就会一端亮一端暗。 在液晶彩电中，电源板输出的电压为+24V或+12V直流电压，显然不能直接驱动背光灯管，因此需要一个升压电路把电源板输出较低的直流电转换为背光灯管启动及正常工作所需的高频正弦交流电。这个升压电路组件就是常说的背光灯驱动板（Inverter），又称逆变器、升压板或高压板。 在液晶电视机中，背光灯驱动板是一个单独工作且受控于CPU的电路组件，其主要作用是点亮液晶屏内的背光灯管，并在CPU的控制下进行启动、停止（on/off）及亮度调节。 背光灯驱动板主要由振荡器、调制器、功率输出电路及保护检测电路组成，如1 图所示。在实际电路中，除功率输出部分和检测保护部分外，振荡器、调制器及控制部分通常由一块单片集成电路完成，这类集成电路常用的主要有BD（Rohm公司生产，如 BD9884FV、BD9766等）及OZ系列（凹凸微电子公司生产，如02960、02964等）；功率输出管多采用互补的功率型场效应管，有的采用3脚和8脚（①~③脚为S极，④脚为G 极，⑤-⑧脚为D极）贴片封装型，常见型号有D454、RSS085、D413、TPC8110、 FDD6635.FDD6637等，如图2所示；还有的采用由N沟道和P沟道组合的5脚或8脚MOSFET功率块（①脚为Sl极，②脚为Gl极，③脚为S2极，④脚为G2极，⑤~⑧脚为D1、D2极），如SP8M3、TPC8406、4614、APM40520、P2804ND5G等，如图3所示。保护检测多由集成电路10393、358、393或LM324及其外围元件来完成。输出电路主要由高压变压器、谐振电容及背光灯管组成，并设有输出电压、输出电流取样电路。 图1 背光灯驱动板电路图
LCD显示屏的器件选择和驱动电路设计 如何实现LCD平板显示屏驱动电路的高性能设计是当前手持设备设计工程师面临的重要挑战。本文分析了LCD显示面板的分类和性能特点，介绍了LCD显示屏设计中关键器件L DO和白光LED的选择要点，以及电荷泵LED驱动电路的设计方法。 STN-LCD彩屏模块的内部结构如图1所示，它的上部是一块由偏光片、玻璃、液晶组成的LCD屏，其下面是白光LED和背光板，还包括LCD驱动IC和给LCD驱动IC提供一个稳定电源的低压差稳压器(LDO)，二到八颗白光LED以及LED驱动的升压稳压IC。 STN-LCD彩屏模块的电路结构如图2所示，外来电源Vcc经LDO降压稳压后，向LCD驱动IC如S6B33BOA提供工作电压，驱动彩色STN-LCD的液晶显示图形和文字；外部电源Vcc经电荷泵升压稳压，向白光LED如NACW215/NSCW335提供恒压、恒流电源，LED的白光经背光板反射，使LCD液晶的65K色彩充分表现出来，LED的亮度直接影响LCD色彩的靓丽程度。
LCD属于平板显示器的一种，按驱动方式可分为静态驱动(Static)、单纯矩阵驱动(Simple Matrix)以及有源矩阵驱动(Active Matrix)三种。其中，单纯矩阵型又可分为扭转式向列型(Twisted Nematic，TN)、超扭转式向列型(Super Twisted Nematic，STN)，以及其它无源矩阵驱动液晶显示器。有源矩阵型大致可区分为薄膜式晶体管型(ThinFilmTr ansistor，TFT)及二端子二极管型(Metal/Insulator/Metal，MIM)两种。TN、STN及TFT型液晶显示器因其利用液晶分子扭转原理的不同，在视角、彩色、对比度及动画显示品质上有优劣之分，使其在产品的应用范围分类亦有明显差异。以目前液晶显示技术所应用的范围以及层次而言，有源矩阵驱动技术是以薄膜式晶体管型为主流，多应用于笔记本电脑及动画、影像处理产品；单纯矩阵驱动技术目前则以扭转向列以及STN为主，STN液晶显示器经由彩色滤光片(colorfilter)，可以分别显示红、绿、蓝三原色，再经由三原色比例的调和，可以显示出全彩模式的真彩色。目前彩色STN-LCD的应用多以手机、PDA、数码相机和视屏游戏机消费产品以及文字处理器为主。 器件选择 1.LDO选择。由于手机、PDA、数码相机和视屏游戏机消费产品都是以电池为电源，随着使用时间的增长，电源电压逐渐下降，LCD驱动IC需要一个稳定的工作电压，因此设计电路时通常由一个LDO提供一个稳定的 2.8V或 3.0V电压。LCM将安装在手机的上方，与手机的射频靠得很近，为了防止干扰，必须选用低噪音的LDO，如LP2985、AAT3215。 2.白光LED。按背光源的设计要求，需要前降电压(VF)和前降电流(IF)小、亮度高(500-1800mcd)的白光LED。以手机LCM为例，目前都使用3-4颗白光LED，随着LED 的亮度增加和手机厂商要求降低成本和功耗，预计到2004年中LCM都会选用2颗高亮度白光LED(1200-2000mcd)，PDA和智能手机由于LCD屏较大会按需要使用4-8颗白光LED。NAC W215/NSCW335和EL99-21/215UCW/TR8是自带反射镜的白光LED，EL系列其亮度分为T、S、R三个等级，T为720-1000mcd，S为500-720mcd，都是在手机LCD背光适用之列。 LED驱动电路设计
手机供电电路结构和工作原理 一、电池脚的结构和功能。 目前手机电池脚有四脚和三脚两种：（如下图） 正温类负正温负 极度型极极度极 脚脚脚 （图一）（图二） 1、电池正极（VBATT）负责供电。 2、TEMP：电池温度检测该脚检测电池温度；有些机还参与开机，当用电池能开机，夹正负极不能开机时，应把该脚与负极相接。 3、电池类型检测脚（BSI）该脚检测电池是氢电或锂电，有些手机只 认一种电池就是因为该电路，但目前手机电池多为锂电，因此，该脚省去便为三脚。 4、电池负极（GND）即手机公共地。 二、开关机键: 开机触发电压约为2.8-3V(如下图)。 内圆接电池正极外圆接地;电压为0V。 电压为2.8-3V。 触发方式 ①高电平触发：开机键一端接VBAT，另一端接电源触发 脚。 （常用于：展讯、英飞凌、科胜讯芯片平台） ①低电平触发：开机键一端接地，另一端接电源触发脚。 （除以上三种芯片平台以外，基本上都采用低电平触发。如：MTK、AD、TI、飞利浦、杰尔等。） 三星、诺基亚、moto、索爱等都采用低电平触发。
三、手机由电池直接供电的电路。 电池电压一般直接供到电源集成块、充电集成块、功放、背光灯、振铃、振动等电路。在电池线上会并接有滤波电容、电感等元件。该电路常引起发射关机和漏电故障。 四、手机电源供电结构和工作原理。 目前市场上手机电源供电电路结构模式有三种； 1、 使用电源集成块（电源管理器）供电；（目前大部分手机都使用该电路供电） 2、 使用电源集成块（电源管理器）供电电路结构和工作原理：（如下图） 电池电压 逻辑电压(VDD) 复位信号(RST) 射频电压(VREF) VTCXO 26M 13M ON/OFF AFC 开机维持 关机检测 （电源管理器供电开机方框图） 1）该电路特点： 低电平触发电源集成块工作； 把若干个稳压器集为一个整体，使电路更加简单； 把音频集成块和电源集成块为一体。 2）该电路掌握重点: 电 源 管 理 器 CPU 26M 中频 分频 字库 暂存
电子技术基础课程设计说明书题目：8x8 LED点阵驱动电路设计 学生姓名：王涉华 学号： 201306050122 院（系）：理学院 专业：电子科学与技术 指导教师：戴庆瑜 2015 年 12 月 28日
目录 1 选题背景 (1) 1.1 基本设计任务 (1) 1.2 发挥设计任务 (1) 1.3 设计原理 (1) 1.4 方案论证 (1) 2 电路设计 (2) 2.1 电路设计框图 (2) 2.2 工作原理 (3) 3 各主要电路及部件工作原理 (3) 3.1 555多谐振荡电路 (3) 3.2 74HC161引脚图及工作原理 (5) 3.3 74HC138引脚图及工作原理 (6) 3.4 74HC573引脚图及工作原理 (7) 3.5 AT28C16引脚图及相关参数 (7) 3.6 上电复位及开关手动复位电路设计 (8) 3.7 8x8共阴点阵 (9) 3.8 74HC04引脚图及功能 (10) 4 原理总图 (12) 5 元件清单 (13) 6 调试过程及测试数据（采用分模块调试） (13) 6.1 通电前检查 (13) 6.2 复位电路及手动开关复位电路的调试 (13) 6.3 NE55的调试 (14) 6.4 AT28C16的调试 (14) 6.5 结果观察调试 (15) 7 电路实物 (15) 7.1 整体实物电路展示 (15) 7.2 电路功能部分展示 (16) 8 小结 (19) 9 设计体会及改进意见 (19) 9.1 设计体会 (19) 9.2 设计不足 (19) 9.3 设计改进意见 (19) 参考文献 (20)
1 选题背景 LED 点阵显示是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示方式。目前，由于成本及实用性的优势，以LED半导体发光器件为显示介质的大型显示屏在公共场合的广告宣传、通告发布等方面已得到广泛的应用，其驱动方式也随着技术的逐渐成熟而变得丰富多样，且各具特色。一个大型LED显示屏由上万个甚至更多的LED单元构成，而如何控制这些单一的单元按照我们的预期呈现显示内容,即LED的单元驱动电路的设计便显得尤为重要。如何设计一个既能满足显示要求又能尽量节省成本的LED驱动电路呢？在这里，我以8x8点阵为例进行研究。 1.1 基本设计任务 (1)能够显示0~9、a~z或A~Z，显示字符数量不少于8个； (2)能手动或自动循环显示字符。 1.2 发挥设计任务 可实现显示内容的左右移动。 1.3 设计原理 通过控制555单稳态触发器输入脉冲频率信号，再通过计数器作为存储器的输入，以存储器和译码器作为高低电平的输入，进而控制加在点阵 LED灯两端的电压，这样就可以实现LED的亮灭控制。 1.4 方案论证 方案一：以74HC161和74HC138构成顺序脉冲发生器，输出作为共阴8x8点阵的横向驱动，纵向驱动由三态门74HC244控制存储器AT28C16的输出来进行调节，三态门控制存储器的八位输出只有一位有效，其它处于高阻状态，依次循环。用两组8输出计数器74HC161作为AT28C16的地址输入，其中一组为另一组置位，每次可点亮一个灯，需要八分之一个字节，只需设置64个灯的总的点亮时间小于人眼的分辨时间（大概为0.02s），利用人眼
白光LED背光驱动电路设计分析(整理版本） 特别是电池供LCD白色LED背光驱动电路设计电产品需要优化的LED驱动电路架构，这些架构要处理并存的多项挑战，如空间受限、需要高能效，以及电池电压变化—既可能比LED的正向电压高，也可能低。常用的拓扑结构有两种，分别是LED 采用并联配置的电荷泵架构/恒流源架构和LED采用串联配置的电感升压型架构。这两种方案都有需要考虑的折衷因素，如升压架构能够确保所有LED所流经的电流大小相同但需要采用电感进行能量转换，而电荷泵架构使用小型电容进行能量转换，但所有LED并联排列得太过紧密以致电流匹配成为均衡背光所面对的一项棘手问题。 对LED背光驱动电路的要求是： 1. 满足背光的亮度要求； 2. 整个显示屏亮度均匀(不允许有某一部分较亮、另一部分较暗的情况)； 3. 亮度可以方便地调节； 4. 驱动电路占PCB空间要小； 5. 工作效率高； 6. 综合成本低； 7. 对系统其它模块干扰小。 设计时应做好以下几点: 1．评估显示屏的大概使用时间 选择白光LED驱动器时，需要考虑到显示屏的使用频率。如果显示屏会被长时间背光观看，拥有高效率的转换器对电池使用时间就显得至关重要。较大的显示屏需要较多的LED，而显示屏使用时间较长的应用则会从能效更高的升压型拓扑中受益。相反地，如果显示屏仅用于短时间背光，那么效率就可能不是一项关键的设计参数。 2．仔细考虑LED选择 LED技术持续快速改进，制造商在使用新的材料、制造技术和LED设计来为同等大小的电流释出更大的光输出，这样一来，几年前需要4个LED进行背光的显示屏如今可能采用2个LED就能实现同样的背光亮度。不仅如此，过去通常使用冷阴极荧光灯(CCFL)进行背光的4到7英寸较大显示屏，如今正在转向使用LED进行背
LED可调驱动电源课程设计 院系： 年级专业： 姓名： 指导教师： 学号： 日期： LED驱动电源课程设计
一、设计规格 1、设计一个恒流LED驱动电路，电流值为350mA 2、设计一个调光电路，PWM波的占空比由20%~80%可调 3、整个驱动电路有9V供电 4、LED电压4-8V 5、电路效率90% 二、设计过程 1、画原理图
2、原理描述 A、555芯片构成的PWM脉宽调制电路 PWM称之为脉冲宽度调制信号，利用脉冲的宽度来调整亮度，也可用来控制DC马达。 PWM脉冲宽度调制信号的基本频率至少约400HZ-10KHZ，当调整LED的明或暗时，这个基本的频率不可变动，而是改变这个频率上方波的宽度，宽度越宽则越亮、宽度越窄则越暗。 PWM是控制LED的点亮时间，而不是改变输出的电压来控制亮度。 以下为PWM工作原理: Reset接脚被连接到+V，因此它对电路没有作用。当电路通电时，Pin 2 (触发点)接脚是低电位，因为电容器C2开始放电。这开始振荡器的周期，造成第3接脚到高电位。当第3接脚到高电位时，电容器C2开始通过R1和对二极管D2充电。当在C2的电压到达+V
的2/3时启动接脚6，造成输出接脚(Pin3)跟放电接脚(Pin7)成低电位。 当第3接脚到低电位，电容器C2起动通过R1和D1的放电。当在C2的电压下跌到+V的1/3以下，输出接脚(Pin3)和放电接脚(Pin7)接脚到高电位并使电路周期重复。 Pin 5并没有被外在电压作输入使用，因此它与0.01uF电容器相接。 电容器C2通过R1及二极管，二极管一边为放电一边为充电。充电和放电电阻总和是相同的，因此输出信号的周期是恒定的。工作区间仅随R1做变化。 PWM信号的整体频率在这电路上取决于R1和C2的数值。公式：频率(Hz)= 1.44/(R1 * C2) B、HV9910B构成的恒流驱动电路 HV9910B是PWM高效率LED驱动IC。它允许电压从8VDC一直到450VDC而对HBLED有效控制。HV9910B通过一个可升至300KHz的频率来控制外部的MOSFET，该频率可用一个电阻调整。LED串是受到恒定电流的控制而不是电压，如此可提供持续稳定的光输出和提高可靠度。输出电流调整范围可从MA级到 1.0A。HV9910B使用了一种高压隔离连接工艺，可经受高达450V的浪涌输入电压的冲击。对一个LED串的输出电流能被编程设定在0和他的最大值之间的任何值，它由输入到HV9910B的线性调光器的外部控制电压所控制。 调光： 有两种方式可实现调光，取决于不同的应用，可以单独调节也可
手机功能电路分析本章系统分析了手机射频部分、逻辑音频部分和电源部分 手机功能电路分析本章系统分析了手机射频部分、逻辑音频部分和电源部分常用的一些功能电路，灵活应用和掌握这些知识，是快速判断和分析故障的前提。因此，无论是初学者还是有一定基础的手机维修人员，理解和掌握本章内容都十分必要。 第一节射频接收功能电路分析 一、接收电路的基本组成 移动通信设备常采用超外差变频接收机。这是因为天线感应接收到的信号十分微弱，而鉴频器要求的输入信号电平较高而且稳定。放大器的总增益一般需在120dB以上。这么大的放大量，要用多级调谐放大器且要稳定，实际上是很难办得到的。另外高频选频放大器的通带宽度太宽，当频率改变时，多级放大器的所有调谐回路必须跟着改变，而且要做到统一调谐，这也是难以做到的。超外差接收机则没有这种问题，它将接收到的射频信号转换成固定的中频，其主要增益来自于稳定的中频放大器。 手机接收机有三种基本的框架结构：一种是超外差一次变频接收机，一种是超外差二次变频接收机，第三种是直接变频线性接收机。 超外差变频接收机的核心电路就是混频器，可以根据手机接收机电路中混频器的数量来确定该接收机的电路结构。 1.超外差一次变频接收机 接收机射频电路中只有一个混频电路的称作超外差一次变频接收机。超外差一次变频接收机的原理方框图如图4-1所示。它包括天线电路(ANT)、低噪声放大器(LNA)、混频器(Mixer)、中频放大器(IF Amplifier)和解调电路(Demodulator)等。摩托罗拉手机接收电路基本上都采用以上电路。 超外差一次变频接收机工作过程是：天线感应到的无线蜂窝信号(GSM900频段935,--960MHz 或DCSl800频段1805---1880MHz)不断变频，经天线电路和射频滤波器进入接收电路。接收到的信号首先由低噪声放大器进行放大，放大后的信号再经射频滤波器后，被送到混频器。在混频器中，射频信号与接收VCO信号进行混频，得到接收中频信号。中频信号经中频放大后，在中频处理模块内进行RXI／Q解调，解调所用的参考信号来自接收中频VCO。该信号首先在中频处理电路中被分频，然后与接收中频信号进行混频，得到67.707kHz的RXI／Q 信号。 2.超外差二次变频接收机 若接收机射频电路中有两个混频电路，则该机是超外差二次变频接收机。超外差二次变频接收机的方框图：如图4-2所示。 与一次变频接收机相比，二次变频接收机多了一个混频器和一个VCO，这个VCO在一些电路中被叫作IFVCO或VHFVCO。诺基亚手机、爱立信手机、三星、松下和西门子等手机的接收电路大多数属于这种电路结构。 在图4—1和图4-2中，解调电路部分也有VCO，应注意的是，该处的VCO信号是用于解调，作参考信号而且该VCO信号通常来自两种方式：一是来自基准频率信号13MHz，另一种是来自专门的中频VCO。 超外差二次变频接收机工作过程是：天线感应到的无线蜂窝信号(GSM900频段935~960MHz 或DCSl800频段1805—1880MHz)经天线电路和射频滤波器进入接收电路。接收到的信号首先由低噪声放大器进行放大放大后的信号再经射频滤波后被送到第一混频器。在第一混频器
BIT3252A Low Cost PWM Controller built in 55V NMOS Version: A2 Please read the notice stated in this preamble carefully before accessing any contents of the document attached. Admission of BiTEK’s statement therein is presumed once the document is released to the receiver.
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