اعتبارات لقيادة الإضاءة الخلفية على LCD TFT في التصميم

يعد الإضاءة الخلفية (الصمام الثنائي الباعث للضوء) مكونًا ضروريًا من LCDs TFT (الترانزستور الرقيق للفيلم) (شاشات الكريستال السائل) التي توفر الإضاءة اللازمة. يمكن أن يكون قيادة الإضاءة الخلفية LED مهمة صعبة لأنها تستلزم فهمًا شاملاً للمبادئ الكهربائية والإلكترونية المعنية. سوف تتغلب هذه المقالة على كيفية تشغيل الإضاءة الخلفية LED لشاشة LCD الملونة. قبل أن نستمر ، من الأهمية بمكان فهم أنواع مختلفة من الإضاءة الخلفية المستخدمة في LCDs TFT.

1. أنواع مختلفة من الإضاءة الخلفية:

الإضاءة الخلفية مصباح الفلورسنت البارد (CCFL): لإنتاج الضوء ، يستخدم هذا النوع من الإضاءة الخلفية أنبوبًا مملوءًا بالغاز.

LED الخلفية: يتم استخدام مجموعة من المصابيح لإنتاج الضوء في هذا النوع من الإضاءة الخلفية.

بسبب استهلاك الطاقة العالي والكفاءة المنخفضة ، نادراً ما تستخدم الإضاءة الخلفية CCFL في الوقت الحاضر. تستخدم الإضاءة الخلفية LED طاقة أقل ، وأقل تكلفة ، ولها عمر أطول. سيتم تغطية القيادة فقط مع الإضاءة الخلفية LED في هذه المقالة.

2. فهم الأساسيات

قبل أن ندخل في تفاصيل قيادة الإضاءة الخلفية LED لشاشة LCD الملونة ، من المهم فهم الأساسيات. الصمام الثنائي الذي ينبعث منه الضوء (LED) هو جهاز أشباه الموصلات ينبعث من الضوء عندما يمر تيار كهربائي من خلاله. يتم تحديد كمية الضوء المنبعثة من LED بواسطة التيار يتدفق من خلاله. تم العثور على محطات الأنود والكاثود على LED. يتدفق التيار من خلال LED وينبعث الضوء عند تطبيق الجهد الإيجابي على الأنود ويتم تطبيق الجهد السلبي على الكاثود.

3. تقنيات لقيادة الإضاءة الخلفية

يتم تصنيف تقنيات القيادة الخلفية LED إلى ثلاثة أنواع:

قيادة التيار الثابت (CC): يتم استخدام المقاوم للحفاظ على تدفق التيار من خلال ثابت الإضاءة الخلفية LED. هذه الطريقة واضحة وموثوقة ، ولكنها قد تستلزم الحصول على جهد عالي لتحقيق السطوع المطلوب.

مدفوعًا بتشكيل عرض النبض (PWM) ، يتم تعديل التيار يتدفق من خلال الإضاءة الخلفية LED عن طريق تغيير عرض النبض للجهد المطبق على الإضاءة الخلفية. عند مقارنتها بقيادة CC ، تكون هذه الطريقة أكثر فعالية في الطاقة ويمكنها تحقيق مستوى سطوع أعلى.

إمدادات طاقة تبديل الدعم الثابت الحالي (SMPSLED): يحافظ منظم Boost على التدفق الحالي من خلال الإضاءة الخلفية LED في هذه التقنية. يولد منظم Boost الجهد العالي الضروري للمصابيح LED في السلسلة مع الحفاظ على تدفق تيار ثابت باستخدام كفاءة الطاقة لـ PWM.

4. تطوير دائرة سائق الإضاءة الخلفية LED

تتولى دائرة برنامج تشغيل LED الخلفية المسؤولة عن السيطرة على التيار يتدفق من خلال LED. يجب تصميم دائرة السائق لحماية LED من التيار المفرط ، والتي يمكن أن تلحق الضرر به. يجب تصميم دائرة السائق لتوفير تيار ثابت إلى LED بغض النظر عن جهد الإدخال أو اختلافات درجة الحرارة.

الخطوة الأولى هي معرفة الجهد والتيار الذي يتطلبه الإضاءة الخلفية LED. سيتم تحديد ذلك من خلال نوع المصابيح المستخدمة والسطوع المطلوب. انقر هنا ل عرض IPS TFT LCD.

5. تنفيذ دائرة سائق الإضاءة الخلفية LED

مطلوب اختيار المكونات المناسبة ، مثل المقاومات والمكثفات والترانزستورات ، لتنفيذ دائرة سائق الإضاءة الخلفية LED. يمكن تنفيذ دائرة السائق باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات ، ولكن في هذه المناقشة ، سيتم استخدام SMPs.

5.1 الخطوات الأولية هي كما يلي:

تحديد الجهد الخلفي LED والمتطلبات الحالية باستخدام مواصفات العرض أو ورقة البيانات.

اختر برنامج تشغيل IC يتوافق مع الإضاءة الخلفية LCD من TFT.

لضمان سلامة الإضاءة الخلفية ، يجب أن يتضمن برنامج التشغيل IC ميزات حماية مدمجة مثل حماية الجهد الزائد ، والحماية الزائدة ، وحماية درجة الحرارة الزائدة.

يجب أن يكون جهد إخراج برنامج التشغيل IC أكبر من الحد الأقصى للجهد الإضاءة الخلفية LED.

يجب أن يكون الحد الأقصى الحالي للتبديل الحالي أكبر من المتطلبات الحالية لـ LED الإضاءة الخلفية.

يمكن أن يختلف الحد الحالي للتبديل اعتمادًا على إدخال جهد السائق.

اختر المحث المناسب. إنه أمر بالغ الأهمية لتشغيل SMPs Boost. النظر في المعلمات التالية:

استخدم تردد التبديل من ورقة بيانات برنامج التشغيل IC.

تحديد الفولتية عند الإدخال والمخرجات.

إنشاء دورة العمل.

حساب الحد الأقصى لتيار التحميل.

افترض تموج تيار 10-30 ٪.

حساب قيمة الحث.

حساب ذروة التيار.

حساب RMS الحالي.

وأخيرا ، حدد المحث.

يعد اختيار المحث المناسب لمنظم دفعة تيار ثابت يستخدم في الإضاءة الخلفية LED أمرًا بالغ الأهمية لضمان تشغيل الدائرة والكفاءة المناسبة. عند اختيار محث ، ضع العوامل التالية في الاعتبار:

قيمة الحث المحث هي معلمة مهمة يجب مراعاتها لأنها تؤثر على التموج الحالي في الدائرة. يجب اختيار قيمة المحث للحفاظ على التموج الحالي ضمن نطاق مقبول ، والذي يتراوح ما بين 10 ٪ و 30 ٪ من الحد الأقصى لتيار الناتج.

يجب اختيار التصنيف الحالي للتشبع للمحث بناءً على الحد الأقصى للتيار (تيار الذروة) الذي سيتدفق عبر المحث. يحدد تصنيف تيار التشبع الحد الأقصى للتيار الذي يمكن للمحث التعامل معه قبل أن تبدأ قيمة الحث في الانخفاض. سيوفر تصنيف تيار التشبع العالي حماية أوفار أفضل.

تؤثر مقاومة DC المحث على كفاءة الدائرة لأنها تساهم في فقدان الطاقة في شكل حرارة. أقل مقاومة التيار المستمر تساوي انخفاض خسائر الطاقة وكفاءة أعلى.

يعد الحجم المادي للمحث أحد الاعتبارات المهمة ، لا سيما عند تصميم الدوائر ذات مساحة لوح محدودة. يجب اختيار الحجم الفعلي للمحث بحيث يناسب المساحة المتوفرة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

السعر: تكلفة المحث هي أيضًا اعتبارًا مهمًا لأنه يؤثر على التكلفة الإجمالية للدائرة. ضع في اعتبارك المفاضلة بين تكلفة المحث ومواصفات الأداء كمهندس لاختيار محث يلبي متطلبات التصميم بسعر معقول.

5.2 الخطوات التالية في عملية التصميم هي:

يعد تردد التبديل لـ SMPs Boost مهمًا لكفاءته وتوافقه الكهرومغناطيسي (EMC). عادة ما تؤدي ترددات التبديل العالية إلى زيادة الكفاءة ، لكنها قد تتطلب تصفية EMI إضافية. عادة ، يحد السائق هذا.

يجب اختيار مفتاح Boost SMPS استنادًا إلى الحد الأقصى لجهد الإدخال ، تيار الإخراج ، وتردد التبديل. MOSFETS و IGBTs هي خيارات شائعة.

قم بإنشاء حلقة التغذية المرتدة التي سيتم استخدامها للتحكم في إخراج تيار SMPs Boost. لقياس تيار الإخراج ، يتم استخدام المقاوم المستشعر الحالي عادة ، وضبط دائرة التحكم دورة عمل المفتاح للحفاظ على تيار الإخراج المطلوب. يعالج السائق غالبية هذه الوظيفة داخليًا.

حدد المكثفات للإدخال والمخرجات. تُستخدم المكثفات في Boost SMPs لتخزين الطاقة وتصفية الضوضاء. يجب اختيار مكثف الإدخال بناءً على جهد الإدخال وتيار التموج ، ومكثف الإخراج على جهد الإخراج وجهد تموج.

6. وضع دائرة سائق الإضاءة الخلفية LED على الاختبار

من الأهمية بمكان اختبار دائرة سائق الإضاءة الخلفية LED بعد تنفيذها لضمان عملها بشكل صحيح. يتم قياس التيار يتدفق من خلال LED ، والجهد عبر LED ، ودرجة حرارة LED أثناء الاختبار. يجب تقييم درجة حرارة دائرة السائق للتأكد من أنها لا تتجاوز حدود التصميم. لتحسين الكفاءة أو تقليل الارتفاع الحراري أو تقليل الضوضاء ، قد يلزم تحسين التصميم عن طريق ضبط قيم المكون أو تغيير معلمات حلقة التغذية المرتدة.

7. الخلاصة

مطلوب فهم شامل للمبادئ الكهربائية والإلكترونية التي ينطوي عليها قيادة الإضاءة الخلفية LED لشاشة LCD الملونة. تتضمن الخطوات التي ينطوي عليها قيادة الإضاءة الخلفية LED للشاشة اختيار الإضاءة الخلفية LED ، وتصميم دائرة برنامج تشغيل LED الخلفية ، وتطبيق دائرة السائق ، واختبار الدائرة. سيتيح لك اتباع هذه الخطوات إنشاء دائرة برنامج تشغيل الإضاءة الخلفية LED فعالة ويمكن الاعتماد عليها لـ TFT LCD.