اعتبارات لقيادة الإضاءة الخلفية LED على شاشات TFT LCD في التصميم

تعد

الإضاءة الخلفية LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء) مكونا ضروريا لشاشات LCD الملونة TFT (ترانزستور الأغشية الرقيقة) (شاشات الكريستال السائل) التي توفر الإضاءة اللازمة. يمكن أن تكون قيادة الإضاءة الخلفية LED مهمة صعبة لأنها تتطلب فهما شاملا للمبادئ الكهربائية والإلكترونية المعنية. ستتناول هذه المقالة كيفية تشغيل إضاءة خلفية LED لشاشة LCD ملونة. قبل المتابعة ، من الأهمية بمكان فهم الأنواع المختلفة من الإضاءة الخلفية المستخدمة في شاشات TFT LCD.

1. أنواع مختلفة من الإضاءة الخلفية:

الإضاءة الخلفية لمصباح الفلورسنت الكاثود البارد (CCFL): لإنتاج الضوء ، يستخدم هذا النوع من الإضاءة الخلفية أنبوبا مملوءا بالغاز.

الإضاءة الخلفية LED: تستخدم مجموعة من مصابيح LED لإنتاج الضوء في هذا النوع من الإضاءة الخلفية.

نظرا لاستهلاكها العالي للطاقة وكفاءتها المنخفضة ، نادرا ما تستخدم الإضاءة الخلفية CCFL في الوقت الحاضر. تستخدم الإضاءة الخلفية LED طاقة أقل ، وأقل تكلفة ، ولها عمر أطول. سيتم تغطية القيادة بإضاءة خلفية LED فقط في هذه المقالة.

2. فهم الأساسيات

قبل أن ندخل في تفاصيل قيادة إضاءة خلفية LED لشاشة LCD ملونة ، من المهم فهم الأساسيات. الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) هو جهاز أشباه الموصلات الذي ينبعث منه الضوء عندما يمر تيار كهربائي من خلاله. يتم تحديد كمية الضوء المنبعث من LED من خلال التيار المتدفق من خلاله. تم العثور على أطراف الأنود والكاثود على LED. يتدفق التيار عبر مؤشر LED وينبعث منه الضوء عند تطبيق جهد موجب على الأنود ويتم تطبيق جهد سالب على الكاثود.

3. تقنيات قيادة الإضاءة الخلفية LED

تصنف تقنيات قيادة الإضاءة الخلفية LED إلى ثلاثة أنواع:

قيادة التيار المستمر (cc): يتم استخدام المقاوم للحفاظ على تدفق التيار عبر الإضاءة الخلفية LED ثابتا. هذه الطريقة واضحة ويمكن الاعتماد عليها ، ولكنها قد تتطلب جهدا عاليا لتحقيق السطوع المطلوب.

مدفوعا بتعديل عرض النبضة (PWM) ، يتم تعديل التيار المتدفق عبر الإضاءة الخلفية LED عن طريق تغيير عرض النبضة للجهد المطبق على الإضاءة الخلفية. عند مقارنتها بقيادة CC ، فإن هذه الطريقة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة ويمكن أن تحقق مستوى سطوع أعلى.

مصدر طاقة وضع مفتاح تعزيز التيار المستمر (smpsLED): يحافظ منظم التعزيز على تدفق التيار عبر الإضاءة الخلفية LED ثابتا في هذه التقنية. يولد منظم التعزيز الجهد العالي الضروري لمصابيح LED في سلسلة مع الحفاظ على تدفق تيار مستمر باستخدام كفاءة الطاقة في PWM.

4. تطوير دائرة تشغيل الإضاءة الخلفية LED

دائرة تشغيل الإضاءة الخلفية LED هي المسؤولة عن التحكم في التيار المتدفق عبر LED. يجب تصميم دائرة السائق لحماية LED من التيار الزائد ، مما قد يؤدي إلى إتلافه. يجب تصميم دائرة السائق لتوفير تيار ثابت لمؤشر LED بغض النظر عن جهد الدخل أو تغيرات درجة الحرارة.

تتمثل الخطوة الأولى في معرفة الجهد والتيار الذي تتطلبه الإضاءة الخلفية LED. سيتم تحديد ذلك حسب نوع مصابيح LED المستخدمة والسطوع المطلوب. انقر هنا للحصول على شاشة Ips Tft LCD.

5. تنفيذ دائرة تشغيل الإضاءة الخلفية LED

مطلوب اختيار المكونات المناسبة ، مثل المقاومات والمكثفات والترانزستورات ، لتنفيذ دائرة تشغيل 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 جهد الإضاءة الخلفية LED والمتطلبات الحالية باستخدام مواصفات العرض أو ورقة البيانات.

اختر IC للسائق متوافقا مع الإضاءة الخلفية LED لشاشة TFT LCD.

لضمان سلامة الإضاءة الخلفية ، يجب أن يشتمل IC للسائق على ميزات حماية مدمجة مثل الحماية من الجهد الزائد والحماية من التيار الزائد والحماية من درجة الحرارة الزائدة.

يجب أن يكون جهد خرج السائق IC أكبر من الحد الأقصى للجهد للإضاءة الخلفية LED.

يجب أن يكون الحد الأقصى لتيار المفتاح أكبر من المتطلبات الحالية للإضاءة الخلفية LED.

يمكن أن يختلف حد تيار التبديل اعتمادا على مدخلات جهد السائق.

اختر المحرض المناسب. إنه أمر بالغ الأهمية لتشغيل SMPS التعزيز. ضع في اعتبارك المعلمات التالية:

استخدم تردد التحويل من ورقة بيانات برنامج التشغيل IC.

حدد الفولتية عند الإدخال والإخراج.

قم بإنشاء دورة العمل.

احسب الحد الأقصى لتيار الحمل.

افترض تيار تموج يتراوح من 10 إلى 30٪.

احسب قيمة الحث.

احسب ذروة التيار.

احسب تيار rms.

أخيرا، حدد المحرض.

يعد اختيار المحرض المناسب لمنظم تعزيز التيار المستمر المستخدم في الإضاءة الخلفية LED أمرا بالغ الأهمية لضمان التشغيل السليم للدائرة وكفاءتها. عند اختيار محث ، ضع العوامل التالية في الاعتبار:

تعد قيمة محاثة المحرض معلمة مهمة يجب مراعاتها لأنها تؤثر على التموج الحالي في الدائرة. يجب اختيار قيمة المحرض للحفاظ على التموج الحالي ضمن نطاق مقبول ، والذي يتراوح عادة بين 10٪ و 30٪ من الحد الأقصى لتيار الإخراج.

يجب اختيار تصنيف تيار التشبع للمحث بناء على الحد الأقصى للتيار (ذروة التيار) الذي سيتدفق عبر المحرض. يحدد تصنيف تيار التشبع الحد الأقصى للتيار الذي يمكن للمحث التعامل معه قبل أن تبدأ قيمة الحث في الانخفاض. سيوفر تصنيف تيار التشبع الأعلى حماية أفضل من التيار الزائد.

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

يعد الحجم المادي للمحث أحد الاعتبارات المهمة ، لا سيما عند تصميم الدوائر ذات المساحة المحدودة للوحة. يجب اختيار الحجم المادي للمحث بحيث يتناسب مع المساحة المتاحة على ثنائي الفينيل متعدد

الكلور.

السعر: تعتبر تكلفة المحرض أيضا أحد الاعتبارات المهمة لأنها تؤثر على التكلفة الإجمالية للدائرة. ضع في اعتبارك المفاضلة بين تكلفة المحرض ومواصفات الأداء كمهندس لاختيار محث يلبي متطلبات التصميم بسعر مناسب.

5.2 الخطوات التالية في عملية التصميم هي:

تردد التبديل ل smps المعزز مهم لكفاءته وتوافقه الكهرومغناطيسي (EMC). عادة ما تؤدي ترددات التبديل الأعلى إلى كفاءة أعلى ، ولكنها قد تتطلب تصفية EMI إضافية. عادة ما يحد السائق من هذا.

يجب اختيار مفتاح SMPS المعزز بناء على الحد الأقصى لجهد الإدخال وتيار الإخراج وتردد التبديل. تعد MOSFETs و IGBTs خيارات شائعة.

قم بإنشاء حلقة التغذية الراجعة التي سيتم استخدامها للتحكم في تيار الإخراج لرسائل SMPS التعزيز. لقياس تيار الخرج ، يتم استخدام مقاوم استشعار التيار عادة ، وتقوم دائرة التحكم بضبط دورة عمل المفتاح للحفاظ على تيار الخرج المطلوب. يتعامل برنامج التشغيل مع غالبية هذه الوظائف داخليا.

حدد المكثفات للإدخال والمخرجات. تستخدم المكثفات في أجهزة التعزيز لتخزين الطاقة وتصفية الضوضاء. يجب اختيار مكثف الإدخال بناء على جهد الدخل والتيار المموج ، ومكثف الإخراج على جهد الخرج وجهد التموج.

6. وضع دائرة تشغيل الإضاءة الخلفية LED على المحك من

الأهمية بمكان اختبار دائرة تشغيل الإضاءة الخلفية LED بعد تنفيذها للتأكد من أنها تعمل بشكل صحيح. يتم قياس التيار المتدفق عبر LED والجهد عبر LED ودرجة حرارة LED أثناء الاختبار. يجب تقييم درجة حرارة دائرة السائق أيضا للتأكد من أنها لا تتجاوز حدود التصميم. لتحسين الكفاءة أو تقليل الارتفاع الحراري أو تقليل الضوضاء ، قد يحتاج التصميم إلى التحسين عن طريق ضبط قيم المكونات أو تغيير معلمات حلقة التغذية الراجعة.

7. الخلاصة

مطلوب فهم شامل للمبادئ الكهربائية والإلكترونية التي ينطوي عليها تشغيل إضاءة خلفية LED لشاشة LCD ملونة. تشمل الخطوات المتبعة في قيادة الإضاءة الخلفية LED للشاشة اختيار الإضاءة الخلفية LED ، وتصميم دائرة تشغيل الإضاءة الخلفية LED ، وتنفيذ دائرة السائق ، واختبار الدائرة. سيسمح لك اتباع هذه الخطوات بإنشاء دائرة تشغيل إضاءة خلفية LED فعالة ويمكن الاعتماد عليها لشاشة TFT LCD ملونة.