CN211352536U - 恒流负载电路、背光调节电路、驱动板卡及电子设备 - Google Patents

恒流负载电路、背光调节电路、驱动板卡及电子设备 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种恒流负载电路、背光调节电路、驱动板卡及电子设备。本实用新型的恒流负载电路包括第一电阻、第一导通开关和第二导通开关;第一电阻的电流输入端与反激电路的背光控制电源输出端连接;第一导通开关包括与第一电阻的电流输出端连接的第一电流输入端,接地的第一电流输出端,和高电平导通、低电平断开第一电流输入端和第一电流输出端的第一放电控制端;第二导通开关包括与第一放电控制端连接的第二电流输入端、接地的第二电流输出端,和响应主控制芯片发送的PWM信号中的高电平导通、低电平断开第二电流输入端和第二电流输出端的第二放电控制端。本实用新型的恒流负载电路避免了LED负载非接通状态时变压器的电压波动和噪音。

Description

恒流负载电路、背光调节电路、驱动板卡及电子设备
技术领域
本实用新型涉及电子电路技术领域,特别是涉及一种恒流负载电路、背光调节电路、驱动板卡及电子设备。
背景技术
近年来,LED(Light Emitting Diode,发光二极管)作为一种绿色、节能的光源,广泛应用于照明系统,以及应用于家电领域的电子设备。传统的LED调光方式,主要靠控制器结合外置的恒流控制芯片来输出恒定电流控制LED的亮度,目前LED恒流控制芯片的电路实现主要有两种方式:线性调光和PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)方波调光。
PWM方波调光的原理为:PWM方波调光的恒流控制芯片输出方波驱动信号至MOS管,通过方波信号的占空比大小来决定输出至LED负载的电流大小,而恒流控制芯片输出的方波信号的占空比通常由恒流负载电路的反馈信号确定。
恒流升压电路主要用于为LED负载提供恒流驱动,同时完成调光功能。其根据电子设备主控制芯片发出的控制信号控制反激变压器的次级绕组与LED负载组成的供电回路的通断,实现调光功能,在一些应用中,反激变压器的次级绕组还输出一路直流电压为电子设备的主控制芯片供电,反激变压器次级绕组为LED负载供电的供电端与为主控制芯片供电的供电端并联耦合,存在交调关系。当恒流升压电路接通在PWM方波调光状态时,LED负载的回路处于间歇性接通状态,当LED负载处于非接通状态时,由于LED负载的供电段电压升高,会导致为主控制芯片供电的电压出现波动,导致供电回路出现明显的调整,此调整的频率与背光调光频率一致,由于背光调光频率通常为200HZ,为人耳音频可听频率范围,故会导致反激变压器出现噪音。
实用新型内容
基于此,本实用新型提供了一种恒流负载电路、背光调节电路、驱动板卡及电子设备,可以解决LED负载处于非接通状态时,变压器输出端所产生的电压波动和噪音问题。
第一方面,本实用新型提供了一种恒流负载电路,适用于背光调节电路,所述背光调节电路包括反激电路与恒流升压电路,所述反激电路为所述恒流升压电路提供背光控制电源和系统电源,所述恒流升压电路接收主控制芯片生成的脉宽调制信号控制LED负载是否与背光控制电源是否接通,所述恒流负载电路包括:
分压元件、第一导通开关和第二导通开关;
所述分压元件的电流输入端与反激电路的背光控制电源输出端连接;
所述第一导通开关包括第一电流输入端、第一电流输出端和第一放电控制端,所述第一电流输入端与所述分压元件的电流输出端连接,所述第一电流输出端接地,所述第一放电控制端与一电源信号连接;所述第一放电控制端在高电平时导通所述第一电流输入端和第一电流输出端,所述第一放电控制端在低电平时断开所述第一电流输入端和第二电流输出端;
所述第二导通开关包括第二电流输入端、第二电流输出端和第二放电控制端,所述第二电流输入端与所述第一放电控制端连接,所述第二电流输出端接地,所述第二放电控制端接收主控制芯片发送的用于控制LED负载的脉宽调制信号;所述第二放电控制端响应所接收的脉宽调制信号中的高电平导通所述第二电流输入端和第二电流输出端,以及响应所接收的脉宽调制信号中的低电平断开所述第二电流输入端和第二电流输出端。
可选的,所述分压元件为一电阻。
可选的,所述第一导通开关为第一三极管,所述第一电流输入端为所述第一三极管的集电极,所述第一电流输出端为所述第一三极管的发射极,所述第一放电控制端为所述第一三极管的基集。
可选的,所述第二导通开关为第二三极管,所述第二电流输入端为所述第二三极管的集电极,所述第二电流输出端为所述第二三极管的发射极,所述第二放电控制端为所述第二三极管的基集。
可选的,所述电源信号为主控制芯片发送的背光开启信号,所述LED负载处于工作状态时,所述背光开启信号为高电平。
可选的,还包括一电解电容;
所述电解电容的正极与所述分压元件的电流输入端连接,所述电解电容的负极接地。
可选的,还包括第二电阻;
所述第二放电控制端通过所述第二电阻接收主控制芯片发送的用于控制LED负载的脉宽调制信号。
第二方面,本实用新型提供了一种背光调节电路,包括:
反激电路、恒流升压电路和本申请实施例第一方面所述的恒流负载电路;
所述反激电路为所述恒流升压电路提供背光控制电源和系统电源,所述分压元件的电流输入端与反激电路的背光控制电源输出端连接。
第三方面,本实用新型提供了一种驱动板卡,包括:
主控制芯片和本申请实施例第二方面所述的背光调节电路;
所述主控制芯片用于生成用于控制LED负载的脉宽调制信号和用于指示LED负载处于工作状态的背光开启信号,所述主控制芯片的脉宽调制信号输出端与所述第二放电控制端连接,所述主控制芯片的背光开启信号输出端与所述第一放电控制端连接。
第四方面,本实用新型提供了一种电子设备,包括:
LED负载和本申请实施例第三方面所述的驱动板卡,所述LED负载与所述恒流升压电路的输出端连接。
在本实用新型中,在恒流升压电路中接入一分压元件,并通过控制LED负载的脉宽调制信号控制分压元件是否与接地端连通,可以在LED负载由于脉宽调制信号处于低电平不接通时,使所述分压元件接入恒流升压电路,从而降低恒流升压电路的空载电压,减小了反激电路中电压的波动,减小了与恒流升压电路的输入电压并联的其他电压供电回路的调整,从而避免因为供电回路的调整导致变压器出现音频噪声。
为了更好地理解和实施,下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案。
附图说明
图1为本实用新型中恒流负载电路结构示意图;
图2为本实用新型中恒流负载电路的具体电路结构示意图;
图3A为本实用新型背光调节电路中反激电路的电路结构示意图;
图3B为本实用新型背光调节电路中恒流升压电路的电路结构示意图;
图4为本实用新型中驱动板卡结构示意图;
图5为本实用新型中电子设备结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型,而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
下面给出几个具体的实施例,用于详细介绍本申请的技术方案。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为本申请一个示例性的实施例中的恒流负载电路结构示意图,本实施例提供的恒流负载电路包括分压元件1、第一导通开关2和第二导通开关3。
所述分压元件1的电流输入端11用于与电子设备背光调节电路的反激电路背光控制电源输出端连接;
所述第一导通开关2包括第一电流输入端21、第一电流输出端22和第一放电控制端23,所述第一电流输入端21与所述分压元件1的电流输出端12连接,所述第一电流输出端22接地,所述第一放电控制端23与一电源信号连接,用于接收该电源信号,所述放电控制端23 在处于高电平时导通所述第一电流输入端21和第一电流输出端22,以及在处于低电平时断开所述第一电流输入端21和第一电流输出端22。
所述第二导通开关3包括第二电流输入端31、第二电流输出端32和第二放电控制端33。所述第二电流输入端31与所述第一放电控制端23连接,所述第二电流输出端接地,所述第二放电控制端33与主控制芯片的脉宽调制信号输出端连接,用于接收主控制芯片发送的用于控制LED负载的脉宽调制信号,所述第二放电控制端33响应所接收的脉宽调制信号中的高电平导通所述第二电流输入端31和第二电流输出端32、以及响应所接收的脉宽调制信号中的低电平断开所述第二电流输入端31和第二电流输出端32。
下面简单介绍一下本申请提供的背光调节保护电路的工作原理。参见图1,当脉宽调制信号为高电平时,背光调节电路与LED负载的供电回路接通,第二导通开关3的第二放电控制端33为高电平,使第二电流输入端31和第二电流输出端32导通,同时使得第一导通开关 2的第一放电控制端23与所述第二电流输出端23导通,由于第二电流输出端32接地,因此,第一放电控制端23为低电平,从而第一电流输入端21与第一电流输出端22断开,分压元件 1没有接入电路,不工作。
当脉宽调制信号为低电平时,背光调节电路与LED负载的供电回路断开,第二导通开关 3的第二放电控制端33为低电平,使第二电流输入端31和第二电流输出端32断开,同时使得第一导通开关2的第一放电控制端23与所述第二电流输出端23断开,由于第一放电控制端23与电源信号连接,因此,第一放电控制端23为高电平,从而第一电流输入端21与第一电流输出端22接通,分压元件1的电流输出端通过第一电流输入端21与第一电流输出端22 接地,分压元件1接入背光调节电路工作。
在本实用新型中,在电子设备背光调节电路的反激电路背光控制电源输出端接入分压元件,并通过控制LED负载的脉宽调制信号控制分压元件是否与接地端连通,可以在背光调节电路与LED负载的供电回路在脉宽调制信号处于低电平不接通时,使分压元件接入背光调节电路,从而拉低反激电路背光控制电源的空载电压,减小了反激电路中电压的波动,减小了与背光控制电源并联的系统电源供电回路的调整,从而避免因为系统电源供电回路的调整导致变压器出现音频噪声。
在一个具体的实施例中,如图2所示,所述分压元件1为第一电阻RB1。在其他例子中,所述分压元件1还可以是其他常用的可以用于分压的电子元器件,或一些常用的分压电路等。
所述第一导通开关2为第一三极管QB1,所述第一电流输入端21为所述第一三极管QB1 的集电极,所述第一电流输出端22为所述第一三极管QB1的发射极,所述第一放电控制端 23为所述第一三极管QB1的基集。
所述第二导通开关3为第二三极管QB2,所述第二电流输入端31为所述第二三极管QB2 的集电极,所述第二电流输出端32为所述第二三极管QB2的发射极,所述第二放电控制端 33为所述第二三极管QB2的基集。在其他例子中,所述第一导通开关或第二导通开关还可以是实现本实用新型上述功能的其他电子元器件,例如开关管等。
优选的,所述电源信号为主控制芯片发送的背光开启信号BL_ON,所述背光开启信号 BL_ON用于指示LED负载的工作状态。例如,所述LED负载处于工作状态时,所述背光开启信号BL_ON为高电平。所述背光开启信号BL_ON可以是主控制芯片在输出控制LED负载的脉宽调制信号时,即使LED负载处于工作状态时输出的一个高电平信号,所述工作状态包括LED负载在由脉宽调制信号控制时所处于的与恒流升压电路接通或断开状态。本实用新型的电源信号采用主控制芯片发送的背光开启信号,可以有效的避免恒流负载电路长期接入恒流升压电路,产生不必要的功率损耗。
具体的,所述第一电阻RB1的电流输入端与反激电路的背光控制电源输出端连接,电流输出端与第一三极管QB1的集电极连接。所述第一三极管QB1的基集通过第三电阻RB3接收所述背光开启信号BL_ON,所述第一三极管QB1的发射极接地。所述第二三极管QB2的集电极与所述第一三极管QB1的基集连接,所述第二三极管QB2的发射极接地,所述第二三极管QB2的基集通过第二电阻RB2接收主控制芯片发送的用于控制LED负载的脉宽调制信号,同时,第二三极管QB2的基集还通过第四电阻RB4接地。优选的,本实用新型的恒流负载电路还包括第一电解电容EB101,所述第一电解电容EB101的正极与第一电阻RB1 的电流输入端连接,负极接地。
本实用新型还提供一种背光调节电路,包括反激电路、恒流升压电路和本实用新型实施例中的恒流反馈电路。所述反激电路为所述恒流升压电路提供背光控制电源和系统电源,所述第一电阻RB1的电流输入端与反激电路的背光控制电源输出端VBL连接。
具体的,如图3A-图3B所示,图3A为所述反激电路的电路结构示意图,图3B为所述恒流升压电路的电路结构示意图,所述反激电路的输入端连接经整流和滤波后的直流电源,将直流电源降压后输出至恒流升压电路,其中,反激电路输出两路直流电压,其中一路通过背光控制电源输出端VBL输出至恒流升压电路的背光控制电源输入端,另一路通过系统电源输出端输出12V的直流电压用与给恒流升压电路的恒流背光芯片提供电源。在其他例子中,系统电源输出端还连接电子设备的其他模块提供电源。
所述恒流升压电路根据主控制芯片发送的用于控制LED负载的脉宽调制信号PWM_DIM 将电源输入端的电压放大后,输出至LED负载。
本实用新型的背光调节电路可以应用于计算机、手机、平板电脑、交互式智能平板、 PDA(Personal Digital Assistant,个人数字助理)、电子书阅读器、多媒体播放器等电子设备,可以是用于给上述电子设备的LED负载供电,所述LED负载可以是LED背光源。
如图3A所示,在一个例子中,所述反激电路包括隔离式开关变压器TB101、开关管QB101 和反激恒流控制芯片UB101。
所述隔离式开关变压器TB101用于将经整流和滤波后的直流电源降压后,输出背光控制电源和12V系统电源至恒流升压电路,所述反激恒流控制芯片UB101用于检测12V系统电源,并发送脉宽调制信号通过控制开关管QB101的工作状态,从而调节隔离式开关变压器 TB101输出的系统电源。
所述隔离式开关变压器TB101的初级绕组的第一端口1连接经整流和滤波后的直流电源,所述隔离式开关变压器TB101的初级绕组的第二端口3连接开关管QB101的漏极;所述隔离式开关变压器TB101的次级绕组的第一端口6连接二极管DB102的正极,二极管DB102的负极形成背光控制电源输出端VBL;所述隔离式开关变压器TB101的次级绕组的第二端口10连接二极管DB101的正极,二极管DB101的负极形成12V系统电源输出端;二极管DB101和二极管DB102还分别通过电解电容EB102和EB103接地;所述隔离式开关变压器TB101的次级绕组的第三端口9接地。
在一些例子中,所述反激恒流控制芯片UB101的型号可以是OB2273系列控制芯片。
具体的,所述反激恒流控制芯片UB101的信号输出端GATE脚通过电阻RB106连接至开关管QB1的栅极;所述反激恒流控制芯片UB101的电源端VCC脚连接至反激恒流控制芯片UB101的辅助绕组,并通过电容CB102接地;所述反激恒流控制芯片UB101的电流采样端CS脚通过电阻RB105连接至开关管QB101的源极;所述反激恒流控制芯片UB101的接地端GND脚接地;所述反激恒流控制芯片UB101的信号输入端COMP脚连接至一光耦合器的受光器PCB101B的集电极,该光耦合器的受光器PCB1B的发射极接地,所述反激恒流控制芯片UB101的信号输入端COMP脚还通过电容CB103接地;所述反激恒流控制芯片UB101 的NC脚通过第电阻RB104接地,所述受光器PCB101B的发射极接地,其中,该光耦合器的发光器用于检测系统电源输出端输出的12V的系统电源电压。
如图3B所示,在一个例子中,所述恒流升压电路为BOOST恒流升压电路,包括由电感 LB801、二极管DB801、电解电容EB801和功率管QB801组成的升压电路、背光恒流芯片UB801和由功率管QB804、QB806和QB802组成的调光控制电路。
所述背光恒流芯片UB801由所述反激电路的系统电源输出端提供12V电源,接收主控制芯片发送的低频的用于控制LED负载的脉宽调制信号PWM_DIM,并检测LED负载的电压,输出高频和低频结合的信号至功率管QB801,从而控制升压电路对输入电压进行升压;所述调光控制电路根据低频的PWM_DIM信号,控制升压电路与LED负载所组成的供电回路的通断。具体的,所述PWM_DIM的频率可以是200HZ,所述背光恒流芯片UB801输出的高频信号的频率可以是10KHZ。
在一些例子中,所述背光恒流芯片UB801的型号可以是MP3398E系列控制芯片。
在图3B中,所述电感LB801的电流输入端与反激电路的背光控制电源输出端VBL连接,所述电感LB801的电流输出端连接二极管DB801的正极,二极管DB801的负极连接至电解电容EB801的正极,所述电解电容EB801的负极接地;所述二极管DB801的负极还与恒流升压电路的正极输出端连接,所述恒流升压电路的正极输出端用于连接LED负载的正极连接端。
所述电感LB801的电流输出端还与开关管QB801的漏极连接,开关管QB801的源极通过电阻RB801接地;开关管QB801的栅极通过电阻RB807连接至背光恒流芯片UB801的GATE端,开关管QB801的栅极还通过电阻RB808连接至开关管QB801的源极。
所述背光恒流芯片UB801的PWM端通过电阻RB809接收电子设备主控制芯片发送的用于控制LED负载的脉宽调制信号,所述背光恒流芯片UB801的FB端通过电阻RB805和开关管QB802连接至LED负载的负极连接端,用于检测LED负载的电压,所述背光恒流芯片 UB801的FB端还通过电容CB804接地。所述背光恒流芯片UB801根据控制LED负载的脉宽调制信号PWM_DIM和LED负载的电压,输出高频和低频结合的信号至功率管QB801,以控制BOOST恒流升压电路对LED负载的升压。
所述开关管QB802的漏极与恒流升压电路的负极输出端连接,用于连接至LED负载的负极连接端,所述开关管QB802的源极通过电阻RB837接地,所述开关管QB802的栅极通过电阻RB824与源极连接,所述开关管QB802的栅极还通过电阻RB825和电阻RB823与主控制芯片输出的电源信号LED_VIN连接;所述三极管QB804的集电极通过电阻RB825与开关管QB802的栅极连接,所述三极管QB804的基集通过电阻RB821与主控制芯片输出的电源信号LED_VIN连接,并通过电阻RB822接地;所述三极管QB806的集电极与三极管QB804 的基集连接,所述三极管QB804和所述三极管QB806的发射极接地,所述三极管QB806的基集通过电阻RB819接收电子设备主控制芯片发送的用于控制LED负载的脉宽调制信号,所述三极管QB806的基集还通过电阻RB820接地。
图4为本实用新型提供的驱动板卡的结构示意图。驱动板卡400包括主控制芯片410以及本实用新型提供的任一实施例中的背光调节电路420,所述主控制芯片410用于生成用于控制LED负载的脉宽调制信号和用于指示LED负载处于工作状态的背光开启信号,所述主控制芯片的脉宽调制信号输出端411分别与所述第二放电控制端421、所述背光恒流芯片 UB801的PWM端422和三极管QB806的栅极423连接,所述主控制芯片的背光开启信号输出端412与所述第一放电控制端连接424。
图5为本申请提供的电子设备的结构示意图,电子设备500包括LED负载510以及本申请提供的任一驱动板卡400,其中,所述LED负载510与所述恒流升压电路的输出端430连接。其中,所述恒流升压电路的输出端包括如图3B中所示的正极输出端和负极输出端。
具体的,在一可能的实现方式中,该电子设备为智能交互平板,该LED负载为LED背光源。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种恒流负载电路,适用于背光调节电路,所述背光调节电路包括反激电路与恒流升压电路,所述反激电路为所述恒流升压电路提供背光控制电源和系统电源,所述恒流升压电路接收主控制芯片生成的脉宽调制信号控制LED负载是否与背光控制电源是否接通,其特征在于,包括:
分压元件、第一导通开关和第二导通开关;
所述分压元件的电流输入端与反激电路的背光控制电源输出端连接;
所述第一导通开关包括第一电流输入端、第一电流输出端和第一放电控制端,所述第一电流输入端与所述分压元件的电流输出端连接,所述第一电流输出端接地,所述第一放电控制端与一电源信号连接;所述第一放电控制端在高电平时导通所述第一电流输入端和第一电流输出端,所述第一放电控制端在低电平时断开所述第一电流输入端和第二电流输出端;
所述第二导通开关包括第二电流输入端、第二电流输出端和第二放电控制端,所述第二电流输入端与所述第一放电控制端连接,所述第二电流输出端接地,所述第二放电控制端接收主控制芯片发送的用于控制LED负载的脉宽调制信号;所述第二放电控制端响应所接收的脉宽调制信号中的高电平导通所述第二电流输入端和第二电流输出端,以及响应所接收的脉宽调制信号中的低电平断开所述第二电流输入端和第二电流输出端。
2.根据权利要求1所述的一种恒流负载电路,其特征在于:
所述分压元件为一电阻。
3.根据权利要求1所述的一种恒流负载电路,其特征在于:
所述第一导通开关为第一三极管,所述第一电流输入端为所述第一三极管的集电极,所述第一电流输出端为所述第一三极管的发射极,所述第一放电控制端为所述第一三极管的基集。
4.根据权利要求1所述的一种恒流负载电路,其特征在于:
所述第二导通开关为第二三极管,所述第二电流输入端为所述第二三极管的集电极,所述第二电流输出端为所述第二三极管的发射极,所述第二放电控制端为所述第二三极管的基集。
5.根据权利要求1所述的一种恒流负载电路,其特征在于:
所述电源信号为主控制芯片发送的背光开启信号,所述LED负载处于工作状态时,所述背光开启信号为高电平。
6.根据权利要求1所述的一种恒流负载电路,其特征在于,还包括一电解电容;
所述电解电容的正极与所述分压元件的电流输入端连接,所述电解电容的负极接地。
7.根据权利要求1所述的一种恒流负载电路,其特征在于,还包括第二电阻;
所述第二放电控制端通过所述第二电阻接收主控制芯片发送的用于控制LED负载的脉宽调制信号。
8.一种背光调节电路,其特征在于,包括:
反激电路、恒流升压电路和权利要求1至7任一项所述的恒流负载电路;
所述反激电路为所述恒流升压电路提供背光控制电源和系统电源,所述分压元件的电流输入端与反激电路的背光控制电源输出端连接。
9.一种驱动板卡,其特征在于,包括:
主控制芯片和权利要求8所述的背光调节电路;
所述主控制芯片用于生成用于控制LED负载的脉宽调制信号和用于指示LED负载处于工作状态的背光开启信号,所述主控制芯片的脉宽调制信号输出端与所述第二放电控制端连接,所述主控制芯片的背光开启信号输出端与所述第一放电控制端连接。
10.一种电子设备,其特征在于:
包括LED负载和权利要求9所述的驱动板卡,所述LED负载与所述恒流升压电路的输出端连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023015742A1 (zh) * 2021-08-09 2023-02-16 深圳市爱图仕影像器材有限公司 照明控制电路、照明装置及照明控制方法
WO2024174055A1 (zh) * 2023-02-20 2024-08-29 广州视源电子科技股份有限公司 调光模组、电路板、背光控制板及电子设备

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