簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 周俊隆
Chun-long Chou
論文名稱: 高效能白光LED背光模組驅動電源研製
Study and Implementation of a High-Performance Driver Power Supply for White LED Backlight Module
指導教授: 羅有綱
Yu-kang Lo
邱煌仁
Huang-jen Chiu
口試委員: 劉益華
Yi-hua Liu
林長華
Chang-hua Lin
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電子工程系
Department of Electronic and Computer Engineering
論文出版年: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 82
中文關鍵詞: 白色發光二極體背光模組液晶顯示器零電壓切換相移式脈寬調變均流控制
外文關鍵詞: white LED back-light module, liquid-crystal display, zero-voltage-switching, balance-current phase-shift PWM control
相關次數: 點閱:226下載:7
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 本論文主旨為研製液晶顯示器使用之白色發光二極體背光模組之高效能驅動電源,直流電壓對直流電壓轉換器採用半橋串聯諧振電路架構,以供應白色發光二極體背光源所需之驅動電壓,其具有零電壓切換特性可提高轉換效率。本文提出相移式脈寬調變均流控制策略,可藉由改變脈寬調變責任週期而達到白平衡。由於發光二極體的特性會隨著溫度改變,所以增加一偵測發光二極體電壓的控制電路,以避免額外的損失。最後設計一個實例電路,並將所量測的實驗結果用以驗證電源架構及控制方法的可行性。


    This thesis presents a high-performance power supply for driving a white LED backlight module of the liquid crystal display (LCD). A half-bridge series resonant converter (SRC) with zero-voltage switching is adopted as the DC/DC converter to drive the white LED arrays. A phase-shifted pulse width modulation (PSPWM) dimming control is presented to track the white-color point. Since the LED voltages vary with the temperature, voltage sensors detecting the voltage drops of the linear regulators are used. Then the feedback signals are sent to adjust the output voltage levels of the SRCs to cut down the power losses on the linear regulators. A prototype driver system is implemented. The feasibilities of the circuit topology and the control strategy are verified by the experimental results.

    摘 要 .I Abstract II 誌 謝 III 目 錄 IV 圖表索引 VI 第一章 緒論 1 1.1 研究動機及目的 1 1.2 內容大綱 2 第二章 液晶顯示器 3 2.1 液晶顯示器基本結構 3 2.2 液晶顯示器背光源 6 2.2.1 CCFL與LED動作原理 7 2.2.2 CCFL與LED背光源比較 9 2.3 LCD背光模組的展望 12 2.3.1 背光模組的分類 12 2.3.2 背光板原理 12 第三章 半橋串聯諧振轉換器 16 3.1 零電壓與零電流切換 16 3.1.1 零電壓切換基本原理 16 3.1.2 零電流切換基本原理 19 3.2 串聯諧振電路 21 3.3 半橋串聯諧振轉換器及動作分析 22 第四章 LED背光模組驅動控制 32 4.1 LED陣列架構 33 4.2 定電流及PWM調光控制方法 35 4.3 相移PWM調光策略 37 4.4 相移電路 41 4.5 背光模組傳統控制架構 42 4.6 背光模組改良控制架構 43 4.7 LED背光驅動IC比較 46 第五章 半橋串聯諧振電路設計 47 5.1 L6598簡介 47 5.2 半橋串聯諧振電路規格 48 5.3 諧振頻率及開關切換頻率範圍設計 49 5.4 變壓器設計 49 5.5 諧振元件設計 50 第六章 實驗數據波形及比較 56 6.1 半橋串聯諧振轉換器效率的比較 56 6.1.1傳統控制器電路效率 57 6.1.2改良控制器電路效率 58 6.1.3 LED跨壓及SRC 輸出電壓 60 6.2 均流控制電路波形及測試 63 6.2.1傳統控制實測波形 63 6.2.2改良控制實測波形 65 6.3 綜合比較 67 第七章 結論與未來展望 69 7.1 結論 69 7.2 未來展望 70 參考文獻 71

    [1] 顧鴻壽,「光電液晶平面顯示器技術基礎及應用」,第二版,新文京開發出版有限公司, Mar. 2005。
    [2] 王子銘,「掌握TFT LCD產業發展新契機」,TRI產業報告,Mar. 2005。
    [3] D. W. Hart, “Introduction to Power Electronics” Upper Saddle River, N. J., Prentice Hall, Oct. 1996.
    [4] F. C. Lee, “High-Frequency Quasi-Resonant and Multi-Resonant Converter Technologies” IEEE IECON, Jul. 1988.
    [5] 顏上進,「串聯諧振轉換器輕載調制策略之研究」,國立台灣科技大學電子工程系研究所博士論文,民國95年。
    [6] 駱契成,「高效能RGB LED背光模組驅動電源研製」,國立台
    灣科技大學電機工程系研究所碩士論文,民國97年。
    [7] J. Feng, Y. Hu, W. Chen, and C. C. Wen, “ZVS Analysis of Asymmetrical Half-Bridge Converter,” IEEE PESC, Vol. 1, Jan. 2001.
    [8] M. K. Kazimierczuk and S. Wong, “Frequency-Domain Analysis of Series Resonant Converter for Continuous Conduction Mode,” IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 6, No. 2, Apr. 1992.
    [9] ST Microelectronics, “ZVS Resonant Converter for Consumer Application Using L6598 IC” Application Note AN-1660, Sep. 2003.
    [10] ST Microelectronics, “L6598 Off-Line Controller for Resonant Converters” Application Note AN-1673 Apr. 2004.
    [11] G. C. Chryssis, “High-Frequency Switching Power Supplies” McGraw-Hill, Mar. 1989.
    [12] ST Microelectronics, “L6598 High Voltage Resonant Controller” Data Sheet, Feb. 2000.
    [13] TPV Tech. Co., “Optical Instruction”, Mar. 2010.
    [14] Everlight Elec., “LED Light Bar Design Guide”, Jul. 2010.
    [15] Everlight Elec., “ELT-7030” Data Sheet, Oct. 2011.
    [16] H. J. Chiu, Y.K. Lo, J.T. Chen, S.J. Cheng, C.Y. Lin and S.C. Mou, “A High Efficiency Dimmable LED Driver for Low-Power Lighting Applications”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 57, No. 2 Feb. 2010.
    [17] H. J. Chiu and S.J. Cheng, “LED Backlight Driving System for Large-Scale LCD Panels”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 54, No. 5, Oct. 2007.
    [18] 趙徐中,「TFT模組設計和製程」, Data Sheet, Nov. 2003。
    [19] H. J. Chiu, S. J. Cheng, T. P. Lee, S. C. Mou, and H. M. Huang “Design of a RGB LED Backlight Circuit for Liquid Crystal Display Panels”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 56, No. 7, Jul. 2009.
    [20] FORHOUSE Corporation, 「TFT-LCD製程與背光模組設計」, Apr. 2006
    [21] C. D. Wey, T. L. Jong and C. T. Pan, “Design and Analysis of an SLPT-Based CCFL Driver”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 50, No. 1, Feb. 2003.
    [22] 李宗銘,「LCD背光模組用環保行LED封裝製程與材料技術」,工業材料雜誌 260期, Aug. 2008。
    [23] 李秋緯,「LCD背光模組市場發展趨勢」,拓墣產業研究所焦點報告, Jul. 2009。
    [24] 陳鈺坤,「未來照明市場的耀眼明星-白光LED」,產經資訊 22期, Aug. 2004。
    [25] 拓撲產業研究所,「2007深入剖析LED產業市場發展」,拓撲
    科技股份有限公司,Jun. 2007。
    [26] 陳隆建,「發光二極體之原理與製程」,第三版,全華圖書股份
    有限公司,Aug. 2010。
    [27] 許招庸,「現代照明實務」,全華科技圖書股份有限公司,
    May 1998。
    [28] 李芷氤,「LED產業回顧與展望」,工研院產經中心IEK,
    Mar. 2010。
    [29] 高益峰,「白光發光二極體(LED)及照明產業」,中鼎月刊,331
    期。
    [30] J. Y. Tsao, “Solid-State Lighting, Lamps, Chips and Materials for
    Tomorrow”, IEEE Circuits and Devices Magazine, Vol. 20,
    Issue 3, 2004。
    [31] M. R. Secades, A. J. Calleja, J. Ribas, E. L. Corominas, J. M. Alonso, J. Cardesin, and J. G. Garcia, “Evaluation of a Low-Cost Permanent Emergency Lighting System Based on High-Efficiency LEDs”, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 41, No. 5, Sep. 2005.
    [32] Jianwen Shao, “Single Stage Offline LED Driver”, Applied Power Electronics Conference and Exposition, APEC 2009, Twenty-Fourth Annual IEEE, 2008.
    [33] ST Microelectronics, “Modified Buck Converter for LED Applications”, Application Note, 2009.

    無法下載圖示 全文公開日期 2017/07/30 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
    QR CODE