Pada umumnya desain inverter supply backlight led menggunakan jenis regulator step up (boost converter) dengan arus terkunci (fixed current). Tidak seperti pada umumnya inverter/supply backlight tv led samsung yang menggunakan stepdown berjenis buck converter.
Ciri utama penggunaan step down adalah tegangan masukan lebih tinggi daripada tegangan kerja led (Vin > Vout). Pada umumnya komponen switch utama buck converter dirakit menggunakan mosfet-P atau transistor PNP seperti pada sirkuit internal LM2596 yaitu yang diswitch adalah jalur positifnya sedangkan jalur negatif diswitch oleh dioda (lihat diagram 1).
Mosfet-P menswitch jalur positif yang dikontrol oleh kontroller, kemudian feedback (R1 dan R2) akan menjaga agar tegangan keluaran tetap stabil pada nilai yang ditentukan oleh nilai R1, R2 dan tegangan referensi internal kontroller. IC Buck Converter sejenis LM2596 menggunakan diagram seperti ini.
Diagram di atas adalah buck converter dengan switch pada jalur positif. Bagaimana bila dibalik yaitu yang diswitch adalah jalur negatifnya, tentunya bisa, karena pada sistemnya sama-sama stepdown (lihat diagram 2).
Mosfet-N menswitch jalur negatif yang dikontrol oleh kontroller, kemudian feedback (R1 dan R2) akan menjaga agar tegangan keluaran tetap stabil pada nilai yang ditentukan oleh nilai R1, R2 dan tegangan referensi internal kontroller namun harus melalui optocoupler atau isolator karena jalur keluaran gnd/negatifnya tidak lagi terhubung dengan gnd masukan/input (pada diagram tidak dicantumkan karena diagram hanya menjelaskan sistemnya saja).
Dari diagram 1 dan diagram 2, dengan jelas terlihat kebalikannya. Pada diagram 1, jalur GND input terhubung langsung dengan GND output. Sedangkan pada diagram 2 jalur positif input terhubung langsung dengan positif output.
Kelebihan dari diagram 2 adalah pemakaian komponen yang lebih murah (misalnya harga mosfet-P lebih mahal dari mosfet-N). Kelebihan lainnya yang tidak terkalahkan adalah mampu menurunkan dari tegangan input yang tinggi hingga ratusan volt.
Sedangkan kekurangannya adalah jalur positif masukan terhubung langsung dengan output, sehingga perlu perhatian khusus pada konstruksi beban buck converter terlebih pada kemampuan maksimum tegangannya. Misalnya seperti pada samsung, tegangan masukan sebesar 165V sedangkan tegangan keluaran 71V. Tegangan 165V ini langsung masuk ke dalam led backlight, sehingga mudah sekali membakar bila terjadi led setengah putus atau short, rata-rata hingga mbulat-mbulat karena tegangan keluaran trafo langsung masuk ke beban yang bermasalah tersebut sedangkan proteksi overloadnya sangat bolot atau bahkan tidak ada sehingga tidak terkendali.
Kedua diagram di atas menggunakan sistem tegangan terkunci, sedangkan pada umumnya sistem backlight led menggunakan arus terkunci (fixed current). Bila diubah menjadi arus terkunci, maka resistor dipasang di kaki source mosfet-n sebagai resistor sensor arus, kemudian arus ini diumpankan ke sirkuit feedback kontroller. Sehingga seperti pada skema berikut :
SM1251 = MAP3511, 7014X juga satu famili dengan sedikit modifikasi, contoh SM1251 yang dimodif dengan 7014X.
Di atas adalah skema/diagram buck converter (stepdown) dengan sistem arus terkunci yang digunakan sebagai supply led backlight. TV led Samsung pada umumnya menggunakan buck converter yang mirip (bahkan sama) dengan diagram di atas. RCS akan menyensor arus beban, sehingga semakin besar nilai RCS, arus/tegangan keluaran akan semakin rendah. Baca juga cara menurunkan atau mengatur tegangan supply led backlight pada jenis inverter yang menggunakan step up atau boost converter.
Lebih lanjut tentang stepdown supply backlight TV LED Samsung
- Karena tegangan input inverter dari trafo "tidak ikut" diregulasi oleh power supply, maka ketika beban semakin berat maka tegangan masukan akan naik juga. Misalnya ketika standby terukur 150V maka ketika unit menyala, tegangan akan naik menjadi mendekati 200V sebelum backlight menyala. Tegangan 200V ini langsung masuk ke pcb led, sehingga bisa diprediksi bila terjadi led "setengah putus" maka akan semakin putus atau malah terbakar karena tidak mau putus. Oleh sebab itu pada desain seri J dan yang lebih baru dilengkapi fuse (sekring yg putus dijumper saja lah biar kalau ada yang anu bisa mbulat-mbulat dan kelihatan parah hahahahaha... not recommmended).
- Tidak sembarang LED bisa digunakan di backlight led yang disupply dengan stepdown switch negatif ini. Led yang digunakan harus memiliki tegangan surge (tegangan puncak sesaat) yang tinggi. Yaitu led-led yang dilengkapi zener internal dan led yang mampu diberi tegangan 2 sampai 3 kali dari tegangan kerjanya secara sesaat.
- Tidak semua PCB LED berbahan alumunium bagus untuk led yang disupply oleh step down switch negatif ini. Pada umumnya alumunium diletakkan/bersentuhan dengan casing, sedangkan casing adalah gnd/negatif. Sehingga bila lapisan isolator/pemisah antara jalur tembaga pada pcb dengan alumunium tidak mampu menahan tegangan dari power supply maka akan short/tembus dengan bodi/gnd, sehingga akan hubungsingkat atau led langsung cetas bila tembus-nya atau hubungsingkatnya pada posisi diantara led. Seperti kasusnya LG 49LF540T.
- Karena berjenis buck converter, maka arus keluaran akan jauh lebih besar dari arus masukan, sehingga mampu mensupply led daya tinggi sekaligus sangat mudah menghanguskan led berdaya rendah.
Dari poin-poin di atas, solusi terbaiknya adalah:
- Naikkan nilai kapasitor outputnya agar surge current segera terbaca oleh kontroller ketika pertama kali lampu latar dinyalakan. Misalnya awalnya 330nF ganti dengan 820nF atau sedikit lebih tinggi, namun jangan terlalu jauh karena bisa mengancam mosfet switchnya.
- Gunakan led yang memiliki tegangan peak sesaat yang cukup tinggi, yaitu dengan mengetes memberi tegangan led hingga dua kali tegangan kerjanya secara sesaat, misalnya led 3V dikasih tegangan sesaat sebesar 5V, amati nyala led, bila sampai berubah warna (menjadi kebiruan), maka led kurang cocok.
- Selalu turunkan arus led dengan menaikkan nilai RCS beberapa ohm dari nilai sebelumnya.
- Bila perlu turunkan tegangan input buck converter dengan memindah hubungan sekunder kaki trafo atau mengurangi gulungan sekunder trafo.
oleh KLINIK TV JEPARA, kembali ke DAFTAR ISI