一种液晶显示器的LED背光驱动控制设计方案

别出非标准信号，必要时FPGA 内部产生标准视屏信号，然后对行场同步信号进行数字滤波、时钟锁相，解决因长距离传输导致信号出现衰减失真以及电磁干扰等现象，再将RGB 信号按照预定的曲线进行Gamma 和对比度调节。

　　在进行视屏信号检测时， 用板卡上的系统时钟对输入HS、VS 等信号的上升沿或下降沿进行计数，如果在设定时间内检测到边沿次数大于某一个限值则表示有信号输入，否则为无信号输入。这种方法输入信号的格式范围宽、可实现性强。

　　在进行Gamma、对比度调节时，FPGA 采用的是通过PC机查表方式，即对每一个输入给出一个确切的输出值，此值预先根据一定的算法计算好、使用C 语言程序编程设定，然后将相关数据加到FPGA 工程代码中。通过预先设定好的通信方式， 在需要进行调整时， 将要调整到的信息发送给FPGA，FPGA 根据设定好的等级选择输出不同的值， 以完成相应的调整功能。

　　数字滤波采用的是对FPGA 内部的电平调节的方式，因为HS、VS 等信号上出现的不正常电磁干扰信号一般脉宽很窄，而HS、VS、DE 的脉宽较宽，因此，只要能够消除非正常脉冲，就可以保证画面稳定正常显示。关于数字滤波解决EMC电磁干扰的时序图如图9 所示。

图9 数字滤波时序图

　　2.4 LED 灯组

　　由于LED 的亮度是由通过其内部的电流决定的，因此进行LED 灯布局时， 一方面要考虑到整个液晶屏的亮度均匀性，另一方面要减小电路微小电压波动给LED 灯亮度带来的影响。对于普通中小尺寸的液晶屏，由于背光源大都用的是侧光式，LED 灯组可采用串联和并联相结合的方式。对于大尺寸液晶屏来说背光源一般采用直下式，为了提高亮度均匀性、减轻显示器重量，LED 灯组还可采用正三角阵列布局，能更好地实现对LED 灯的保护且提高亮度的均匀性。

　　3 结束语

　　本文所介绍的LED 背光驱动电路， 其电路效率可达90%以上。该电路设计上各相关参数都可以精确计算和控制，电路的保护措施齐全、控制效果好、抗干扰能力强，并且可以根据所需背光亮度和屏的大小灵活组合使用。经试验以及使用测试验证，是一款较理想的驱动控制电路。

　　LT3599 有4 路LED 电流输出通道， 每路输出的电流大小在30～120 mA 之间， 具体通过设置I_SET管脚所接电阻R_ISET值大小来控制， 此R_ISET电阻值范围在11～44.2 kΩ 之间，R_ISET值与LED 驱动电流大小的具体计算方法为：

　　LT3599 通过PWM 脉宽调控来改变其输出给的LED 电流值大小，从而改变LED 的亮度，实现对液晶显示器亮度和对比度的调节。PWM 脉宽与LED 电流的关系曲线图如图3所示。

图3 PWM 脉宽时序与LED 电流关系图

　　2.2.2 开关频率的设计

　　LT3599 有很宽的工作开关频率，在200 kHz～2.1 MHz之间，具体由管脚RT所接电阻值的大小来决定，R_T值与开关频率大小的关系图如图4 所示。

图4 开关频率与管脚RT所接电阻值关系曲线图

　　要想设计出最适合的电路开关频率，需综合考虑几个方面：

　　1）开关频率越高则电感值越小，高频开关损耗也就越小；

　　2）对于低压驱动多个LED 灯的情况，需尽量设置低的开关频率；

　　3）设计时需考虑总电压功率的损耗。

　　4）LT3599 内部的同步时钟频率在240 kHz～1.5 MHz 之间，对于启用了LT3599 内部SYNC 同步时钟频率的电路，电路的开关频率设计时需低于LT3599 内部同步频率的20%，否则会导致电路工作不稳定。

　　2.2.3 输出LED 所需电压的设计

　　LT3599 输出电压的大小通过设置电阻R10、R11的值来确定，计算公式为：

　　为了确保电路长期使用的可靠性和输出效率，设计时输出电压值一般要高于LED 所需电压的10%。为了减少输出纹波， 在LT3599 电压输出端需还接一个4.7～10 μF 的电容。

　　另外需注意，V_out 管脚处所接肖特基稳压管允许通过的平均电流需大于LED 驱动电流，此肖特基稳压管的最大反向电压还需大于LT3599 输出电压V_out。