由1033A构成的LED背光驱动电路原理与维修

早期的液晶电视机都采用冷阴极荧光灯(CCFL)作为背光源，冷阴极荧光灯虽具有启动快、易做成各种形状、发光色温好等优点，但也存在驱动电路复杂、灯管易碎、寿命较短能耗较大等缺点。随着LED制造与应用技术的日臻完善，目前生产的液晶电视已普遍采用LED灯作为背光源。

液晶电视背光源所用的LED灯，属于中功率的发光二极管，单只管的工作电压约为3V~3.5V，电流约为100mA~120mA，功率约为0.3W~0.5W。为了简化驱动电路，通常由多个发光二极管串联起来组成-一个灯串，由-一路电源来驱动;各个灯串的阳极并联在一起，采取共阳极方式供电;各个灯串的阴极分开，与驱动电路形成回路，这样既可简化电路，又方便电视机进行调光控制。15英寸及其以下的小屏幕机一般只有一根灯条，灯条的安装位置如图1所示，屏幕大的电视机则有两根或多根灯条，安装在屏幕上下两边及两侧内。

由于LED电参数与结构的特殊性，再加上还要实现开/关及调光等功能，使得驱动电路不同于简单的直流电路。下面以TCL L19P21型液晶电视机为例，介绍LED背光源驱动电路的特点与工作原理。
一、电路工作原理
该机的LED驱动电路采用专用驱动芯片1033A，如图2所示。

1.升压变换电路
升压变换电路由芯片19、20脚内部电路(功率开关管)及C1、C2、L、VD、C3等元件组成，等效电路如图3所示。供电电压为12V，升压后C3两端电压为46V，送往各个灯串的阳极。每个灯串有14只LED灯，每只LED灯的工作电压为3.3V，工作电流为90mA，功率为0.3W。

升压电路的原理如下:开关管VT在开关脉冲信号的控制下工作在开关状态，当开关管饱和时，电感L与VT构成回路，电感中有电流流过而储存电能，电压极性为左正右负，整流二极管VD截止，这时电容C3中原储存的电能向负载放电;当VT截止时，电感上产生的反向电动势的极性为左负右正，整流二极管VD导通，电感L、整流二极管VD与负载构成回路，输人电压Vi与电感上产生的反向电动势VL相叠加后一起向负载供电，同时向电容C3充电，当忽略二极管的压降时，即有Vo=Vi+VL，显然Vo>Vi，起到了升压的作用。
2.恒流控制电路
该机6个灯串以共阳极方式连接在一起，各个灯串的阴极通过排阻分别与芯片的⑧~④脚(均为恒流检测端)相连。在芯片内部，这些恒流检测端均连接到调光控制管VT2的源极(图2中只画出⑧脚与VT2的源极相连)，VT2的漏极通过电阻R12与地构成回路，R12上的压降就是恒流检测信号，芯片根据该信号，自动调节比较放大电路所输出的PWM调光控制信号的占空比，以实现恒流控制。

3.PWM调光电路

电视机主板控制系统送来的PWM调光信号经R4、R7串联分压后，从芯片⑥脚输入。在R7两端实测波形如图4所示，即在调光过程中，脉冲峰峰值Vpp(33.5V)及周期T(1.1ms)稳定不变，只是占空比在10%~90%之间变化。

正常工作时，芯片⑥脚电压在0.3V~3.3V之间变化，并且在每次开机时， PWM信号的初始电压有效值设定为2V;调光时，各个灯串共阳极端的电压有效值为46V稳定不变，各个灯串的阴极电压有效值(如芯片⑧脚的电压)随PWM信号的占空比变化而变化，实测值为0.8V~9V，即加在每个灯串两端的电压有效值在37V~45.2V之间变化。若不接PWM调光信号，电视机无光栅，各个灯串共阳极电压等于供电电压12V，这说明LED背光驱动电源的升压变换电路、调光电路均由主电路板送来的PWM信号控制。

4. ON/OFF控制电路

控制系统送来的ON/OFF信号经R1、R2串联分压后，从芯片的①脚输人。当①脚为高电平5V时，电视机处于正常工作状态;为低电平oV时，则为待机状态。待机状态时，各个灯串共阳极电压等于供电电压12V，即升压变换电路停止工作。当ON/OFF端开路时，电视机无光栅。在待机状态时，除ON/OFF控制电压为低电平外，PWM调光控制电压也为oV，调光控制回路截止，LED灯停止工作。

5.保护电路

R17、R18串联后接在C3两端，构成输出电压过压保护及负载LED灯开路检测电路。检测信号从芯片的16脚输入，当输出电压过高或负载LED各个灯串都开路时，升压变换电路会停止工作，灯串共阳极端的电压等于供电电压(12V)。但如果只有部分支路的灯串开路，则开路的灯串不亮，其余支路的灯串还会正常亮。
R8、R16一端接灯串阳极，另-端分别与芯片的⑦脚和15脚相连，对LED灯进行短路检测。正常工作时，这两脚的电压为阳极电压46V;当负载短路时，这两脚的电压会大幅下降，芯片检测到此变化后，让升压变换电路、PWM调光电路停止工作，起到保护作用。
二、 故障检修实例
故障现象1:开机后，电源指示灯亮，无光栅。分析检修:从上述的工作原理可知，若背光驱动电路的12V供电、ON/OFF控制.PWM调光控制或保护电路异常，均会引起驱动电路不工作而无光栅。开机检查，用万用表测得12V供电、ON/OFF信号、PWM调光信号都正常。测C3两端电压为0V、C3两端正常工作电压为46V，待机状态时为12V，显然故障在前级。对二极管VD进行检测，正常;对储能电感L进行检测，发现其外表发黑，经测量其内部已开路，换新后故障排除。
故障现象2:开机后，有光栅，但画面明显较暗。分析检修:经观察画面暗是背光不足所致，故障与PWM调光信号、储能元件LED灯的发光情况等有关。对电视机进行亮度调节操作，用示波器在R7两端测PWM调光信号的波形，电参数正常(Vp-p=33.5V、T=1.1ms稳定不变，占空比会变化);用万用表测其电压有效值为0.3V~3.3V，变化正常。亮度调到最大时，测各个灯条两端的电压，为39V，明显偏低。测供电电压12V正常，更换电容器C3后图像亮度正常，看来故障原因是C3容量不足。
故障现象3:同“故障现象2”。分析检修:对电视机进行亮度调节操作，用示波器测PWM调光信号的波形，电参数正常;用万用表测其电压有效值为0.3 V ~3.3V，变化正常;测C3两端电压为46V，正常。小心拆开液晶显示屏，给电视机通电，发现有一个LED灯串(共有14只发光二极管)不亮，这就是故障的根源，小心取下灯条观察，发现不亮灯串的PCB板铜箔断路，用导线接通后试机，故障排除。
为方便检修，特附上1033A在本电路中的实测数据，见表1。其中，在路电阻值系指针万用表Rx1k挡所测。