CN112533374A - 一种平衡显示用背光pcb板线路电压损耗电路设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种平衡显示用背光PCB板线路电压损耗电路设计方法，该方法使用的背光PCB板上并联连接多个LED分区D；LED分区D一端通过铜箔线L连接到PCB板连接器O端，LED分区D另一端通过铜箔线LA连接到PCB板连接器A端；所述背光PCB板上每个LED分区D上两端连接的铜箔线L和铜箔线LA的总线阻相同；多个所述LED分区D由相同规格的LED灯珠组成相同的LED灯珠串；所述总线阻为铜箔线L的线阻、铜箔线LA的线阻，以及铜箔线L和铜箔线LA上的弯折电阻之和；所述弯折电阻为由两根铜箔两边交点，以及弯折内侧的交点到两个铜箔弯折外侧两边垂直线构成区域的电阻。本发明具有LED分区亮度相同，背光模组适应更多LED规格，减少生产时间成本的特点。

Description

一种平衡显示用背光PCB板线路电压损耗电路设计方法
技术领域
本发明涉及一种平衡显示用背光PCB板线路电压损耗电路设计方法，尤其是一种具有LED分区亮度相同，背光模组适应更多LED规格，减少生产时间成本的平衡显示用背光PCB板线路电压损耗电路设计方法。
背景技术
现在背光显示市场上，侧入式灯条在monitor领域和TV背光显示领域超薄系列中广泛应用，而多分区机型也正在逐步成为主流，而侧入式灯条的亮度不均和多分区机型的芯片负荷较大问题一直通过更加细化的管控LED电压，减少不同分区LED的压差来解决。细化管控LED电压，变相增加了原材与生产的成本。
背光模组按光源位置分为侧入式背光模组和直下式背光模组。侧入式背光模组中的侧入式灯条上，因各分区线路上电压损耗不同，实际施加到分区LED上的电压不同，造成各分区LED规格相同但实际亮度不同；直下式背光模组中的直下式灯条多分区机型，需要用到单片机芯片通过调控各分区LED电流来调控亮度，由于各分区线路上电压损耗不同，要使各分区达到相同亮度，单片机芯片自动调整提供给各分区的电压，但同时会会增大芯片产热，过热会损坏芯片。
如图1所示，背光PCB板上设置有四个LED分区D1～D4，四个LED分区D1～D4的k端依次通过铜箔线L1～L4连接到PCB板连接器O1～O4端；LED分区D1～D4均通过LA连接到PCB板连接器A端；LA上设置有的b、c、d、e节点，LED分区D1～D4的a端依次分别通过铜箔线LAD1abcdeA、铜箔线LAD2cdeA、铜箔线LAD3adeA、铜箔线LAD4aeA连接到PCB板连接器A端；对于四个LED分区D1～D4的电阻相同，即RD1＝RD2＝RD3＝RD4；LED分区D1～D4分区上连接的铜箔线长度依次按LED分区D1～D4缩短，显然LED分区D1线阻最高，LED分区D1线阻最低，导致LED分区D1～D4上的电压依次增大。
目前，通过更加细化的管控LED电压，减少不同分区LED的压差来解决。此方法会造成LED规格更加繁杂，生产时需频繁切换物料，增加生产时间成本；通过改善PCB线路设计，更加快捷简便的从根本上解决侧入式灯条的亮度不均和多分区机型的芯片负荷较大问题，且不会增加成本支出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有LED分区亮度相同，背光模组适应更多LED规格，减少生产时间成本的平衡显示用背光PCB板线路电压损耗电路设计方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种平衡显示用背光PCB板线路电压损耗电路设计方法，该方法使用的背光PCB板上并联连接多个LED分区D；LED分区D一端通过铜箔线L连接到PCB板连接器O端，LED分区D另一端通过铜箔线LA连接到PCB板连接器A端；
所述背光PCB板上每个LED分区D上两端连接的铜箔线L和铜箔线LA的总线阻相同；多个所述LED分区D由相同规格的LED灯珠组成相同的LED灯珠串；
所述总线阻为铜箔线L的线阻、铜箔线LA的线阻，以及铜箔线L和铜箔线LA上的弯折电阻之和；
所述弯折电阻为由两根铜箔两边交点，以及弯折内侧的交点到两个铜箔弯折外侧两边垂直线构成区域的电阻；
所述铜箔线L、所述铜箔线LA的宽度和厚度相同；铜箔线L、铜箔线LA均由多个线段和弯折角构成；
θ角弯折处铜箔的弯折电阻为单位长度铜箔线阻值的M倍；所述铜箔线L、所述铜箔线LA的θ角弯折阻值为单位长度铜箔线阻值的M倍；
Figure BDA0002766816680000031
所述铜箔线L、所述铜箔线LA的直角弯折阻值为单位长度铜箔线阻值的N倍，N＝0.5858；
所述背光PCB板上每个LED分区D上两端的铜箔线L和铜箔线LA长度之和相同，且铜箔线L和铜箔线LA的弯折角度和数量相同；
所述背光PCB板上每个LED分区D上两端的铜箔线L和铜箔线LA长度之和相同，且铜箔线L和铜箔线LA的直角弯折数量相同。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为常见的背光PCB板电路板铜箔布线图；
图2为本发明一种平衡显示用背光PCB板线路电压损耗电路设计方法的PCB板θ角弯折铜箔阻值换算图；
图3为本发明一种平衡显示用背光PCB板线路电压损耗电路设计方法的PCB板直角弯折铜箔阻值换算图；
图4为实施例1优化损耗的背光PCB板电路板铜箔布线图。
具体实施方式
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种平衡显示用背光PCB板线路电压损耗电路设计方法，该方法使用的背光PCB板上并联连接多个LED分区D；LED分区D一端通过铜箔线L连接到PCB板连接器O端，LED分区D另一端通过铜箔线LA连接到PCB板连接器A端；
所述背光PCB板上每个LED分区D上两端连接的铜箔线L和铜箔线LA的总线阻相同；多个所述LED分区D由相同规格的LED灯珠组成相同的LED灯珠串；
所述总线阻为铜箔线L的线阻、铜箔线LA的线阻，以及铜箔线L和铜箔线LA上的弯折电阻之和；背光PCB板线路电压损耗电路通过改善正极电路设计，使得连接各个分区LED线路正负极的电阻相同；因各分区线路上电压损耗相同，实际施加到分区LED上的电压相同；各分区LED规格相同，使各分区LED实际亮度相同；
所述弯折电阻为由两根铜箔两边交点，以及弯折内侧的交点到两个铜箔弯折外侧两边垂直线构成区域的电阻；
所述铜箔线L、所述铜箔线LA的宽度和厚度相同；铜箔线L、铜箔线LA均由多个线段和弯折角构成；
θ角弯折处铜箔的弯折电阻为单位长度铜箔线阻值的M倍；所述铜箔线L、所述铜箔线LA的θ角弯折阻值为单位长度铜箔线阻值的M倍；
两根等宽铜箔θ角弯折部分的电阻值计算：
如图2所示，PCB板θ角弯折铜箔，由两个直线部分长度宽度均为W的铜箔AC段、GD段，和对称四边形CDEH连接部铜箔构成；AC段、EG段、AJ段、NF段长度均为W；弯折角度为θ，即∠KHN＝θ；四边形CDEH区域铜箔的阻值为弯折电阻；
令长款均为W的铜箔的阻值为R，
Figure BDA0002766816680000051
其中，ρ为电阻系数，L为铜箔线长度，S为铜箔线截面面积，h为铜箔线厚度；
圆O为JH、AD、DH的内切圆；
Figure BDA0002766816680000052
AB与FG对称，AB段电阻RAB与FG段电阻RFG相同；四边形KHIO与四边形NHIM对称，四边形KHIO段电阻RKH与四边形NHIM段电阻RHN相同；四边形BDIO与四边形FDIM对称，四边形BDIO段电阻RBD与四边形FDIM段电阻RDF相同；
O为BK中心点，OIM作为等势线，OI垂直于HD，OI近似认为是电流线；故BK到FN的电阻为RKH串联RHN，与RBD串联RDF，相互并联电阻；
故BDF段电阻为2RKH//2RBD；
Figure BDA0002766816680000053
铜箔的厚度h相对长L宽W很小，电场平行平面场；
若KO边、HI边之间有电压U，HI边电位为0；电场为E；
根据电动势，四边形KHJO段电阻RKH计算公式为：
Figure BDA0002766816680000054
Figure BDA0002766816680000055
KO与OI长度相等；
Figure BDA0002766816680000056
同理，
Figure BDA0002766816680000061
此外，RAB的计算公式为：
Figure BDA0002766816680000062
故，
Figure BDA0002766816680000063
进一步地，所述铜箔线L、所述铜箔线LA的直角弯折阻值为单位长度铜箔线阻值的N倍；
两根等宽铜箔直角弯折部分的电阻值计算：
如图3所示，PCB板直角弯折铜箔，由两个直线部分长度宽度均为W的铜箔AC段、GD段，和对称正方形CDEH连接部铜箔构成；AC段、EG段、AJ段、NF段长度均为W；弯折角度为90°，即∠KHN＝90°；正方形CDEH区域铜箔的阻值为弯折电阻；
令长款均为W的铜箔的阻值为R，
Figure BDA0002766816680000064
其中ρ为电阻系数，L为铜箔线长度，S为铜箔线截面面积，h为铜箔线厚度；
圆O为JH、AD、DH的内切圆；
Figure BDA0002766816680000065
AB与FG对称，AB段电阻RAB与FG段电阻RFG相同；四边形KHIO与四边形NHIM对称，四边形KHIO段电阻RKH与四边形NHIM段电阻RHN相同；四边形BDIO与四边形FDIM对称，四边形BDIO段电阻RBD与四边形FDIM段电阻RDF相同；
O为BK中心点，OIM作为等势线，OI垂直于HD，OI近似认为是电流线；故BK到FN的电阻为RKH串联RHN，与RBD串联RDF，相互并联电阻；
故BDF段电阻为2RKH//2RBD；
Figure BDA0002766816680000071
铜箔的厚度h相对长L宽W很小，电场平行平面场；
若KO边、HI边之间有电压U，HI边电位为0；电场为E；
根据电动势，四边形KHJO段电阻RKH计算公式为：
Figure BDA0002766816680000072
Figure BDA0002766816680000073
KO与OI长度相等；
Figure BDA0002766816680000074
同理，
Figure BDA0002766816680000075
此外，RAB的计算公式为：
Figure BDA0002766816680000076
故，
N＝0.5858；
进一步地，所述背光PCB板上每个LED分区D上两端的铜箔线L和铜箔线LA长度之和相同，且铜箔线L和铜箔线LA的弯折角度和数量相同；
进一步地，所述背光PCB板上每个LED分区D上两端的铜箔线L和铜箔线LA长度之和相同，且铜箔线L和铜箔线LA的直角弯折数量相同。
实施例1
如图4所示，背光PCB板上设置有四个LED分区D1～D4，四个LED分区D1～D4的k端依次通过铜箔线L1～L4连接到PCB板连接器O1～O4端；LED分区D1～D4均通过LA连接到PCB板连接器A端；
LA上设置有的b、c、d、e节点，LED分区D1～D4的a端依次分别通过铜箔线LAD1abA、铜箔线LAD2acbA、铜箔线LAD3adcbA、铜箔线LAD4aedcbA连接到PCB板连接器A端；
对于四个LED分区D1～D4的电阻相同，即RD1＝RD2＝RD3＝RD4；
LED分区D1线路电阻：
R1＝RL1+RD1+RLA-RLbe+R弯折
R弯折＝R弯折1+R弯折2+...+R弯折n
Figure BDA0002766816680000081
LED分区D2线路电阻：
R2＝RL2+RD2+RLA-RLce+R弯折
R弯折＝R弯折1+R弯折2+...+R弯折n
Figure BDA0002766816680000082
LED分区D3线路电阻：
R3＝RL3+RD3+RLA-RLde+R弯折
R弯折＝R弯折1+R弯折2+...+R弯折n
Figure BDA0002766816680000083
LED分区D4线路电阻：
R4＝RL4+RD4+RLA-RLde+R弯折
R弯折＝R弯折1+R弯折2+...+R弯折n
Figure BDA0002766816680000091
设计时，通过线路电阻计算，使LED分区D1～D4线路电阻均相同，即R1＝R2＝R3＝R4。
本发明提供了一种平衡显示用背光PCB板线路电压损耗电路设计方法，具有LED分区亮度相同，背光模组适应更多LED规格，减少生产时间成本的特点。本发明的有益效果：背光PCB板线路电压损耗电路通过改善正极电路设计，使得连接各个分区LED线路正负极的电阻相同；因各分区线路上电压损耗相同，实际施加到分区LED上的电压相同；各分区LED规格相同，使各分区LED实际亮度相同；
通过该方法，无需细化的管控LED电压，精确控制不同分区LED的压差，使背光模组适应更多LED规格；生产时无需频繁切换物料，减少生产时间成本；通过改善PCB线路设计，更加快捷简便的从根本上解决侧入式灯条的亮度不均和多分区机型的芯片负荷较大问题，且不会增加成本支出。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种平衡显示用背光PCB板线路电压损耗电路设计方法，其特征在于，该方法使用的背光PCB板上并联连接多个LED分区D；LED分区D一端通过铜箔线L连接到PCB板连接器O端，LED分区D另一端通过铜箔线LA连接到PCB板连接器A端；
所述背光PCB板上每个LED分区D上两端连接的铜箔线L和铜箔线LA的总线阻相同；多个所述LED分区D由相同规格的LED灯珠组成相同的LED灯珠串；
所述总线阻为铜箔线L的线阻、铜箔线LA的线阻，以及铜箔线L和铜箔线LA上的弯折电阻之和；
所述弯折电阻为由两根铜箔两边交点，以及弯折内侧的交点到两个铜箔弯折外侧两边垂直线构成区域的电阻；
所述铜箔线L、所述铜箔线LA的宽度和厚度相同；铜箔线L、铜箔线LA均由多个线段和弯折角构成；
θ角弯折处铜箔的弯折电阻为单位长度铜箔线阻值的M倍；所述铜箔线L、所述铜箔线LA的θ角弯折阻值为单位长度铜箔线阻值的M倍，
Figure FDA0002766816670000011
2.根据权利要求1所述的一种平衡显示用背光PCB板线路电压损耗电路设计方法，其特征在于，所述铜箔线L、所述铜箔线LA的直角弯折阻值为单位长度铜箔线阻值的N倍，N＝0.5858。
3.根据权利要求1所述的一种平衡显示用背光PCB板线路电压损耗电路设计方法，其特征在于，所述背光PCB板上每个LED分区D上两端的铜箔线L和铜箔线LA长度之和相同，且铜箔线L和铜箔线LA的弯折角度和数量相同。
4.根据权利要求1所述的一种平衡显示用背光PCB板线路电压损耗电路设计方法，其特征在于，所述背光PCB板上每个LED分区D上两端的铜箔线L和铜箔线LA长度之和相同，且铜箔线L和铜箔线LA的直角弯折数量相同。
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