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[導(dǎo)讀]   LCD目前較常采用CCFL作為背光光源,但因CCFL背光驅(qū)動(dòng)線路復(fù)雜,要求驅(qū)動(dòng)電壓高及演色性能力等因素,再加上背光的光源是系統(tǒng)中耗電量最大的部分,所以在功率限制日趨嚴(yán)苛的情況下,目前已逐漸被

  LCD目前較常采用CCFL作為背光光源,但因CCFL背光驅(qū)動(dòng)線路復(fù)雜,要求驅(qū)動(dòng)電壓高及演色性能力等因素,再加上背光的光源是系統(tǒng)中耗電量最大的部分,所以在功率限制日趨嚴(yán)苛的情況下,目前已逐漸被產(chǎn)業(yè)討論將使用LED作為代替。

  為滿足節(jié)能及環(huán)保的需求,針對(duì)不同應(yīng)用與不同的功耗范圍,全球許多政府及能源機(jī)構(gòu)的各種新的能耗標(biāo)準(zhǔn)也紛紛出爐。同時(shí),更加嚴(yán)格的規(guī)范也在制定中。降低能耗成為一項(xiàng)無(wú)法回避的重要議題,所以對(duì)電源管理也提出了更高的要求。

  LED控制正向電流方案

  LED是由電流驅(qū)動(dòng)的器件,其亮度與正向電流呈比例關(guān)系。有兩種方法可以控制正向電流。第一種方法是采用LEDV-I曲線,一般利用一個(gè)電壓電源和一個(gè)整流電阻器,來(lái)確定產(chǎn)生預(yù)期正向電流所需要向LED提供的電壓。但這種方法有一些缺點(diǎn),如LED正向電壓的任何變化都會(huì)導(dǎo)致LED電流的變化。

  假設(shè)固定電壓為3。6V、電流為20mA,當(dāng)電壓變?yōu)?。0V時(shí),溫度或制造變化會(huì)引起的特定壓變,那么電流將可能降低到14mA。所以正向電壓出現(xiàn)較大變化時(shí),會(huì)導(dǎo)致更大的正向電流變化,另外,壓降和功耗也都會(huì)浪費(fèi)功率和降低電池使用壽命。第二種方法是利用固定電流來(lái)驅(qū)動(dòng)LED。固定電流可消除正向電壓變化所導(dǎo)致的電流變化,因此,可產(chǎn)生固定的LED亮度。利用固定電流只需要調(diào)整通過(guò)電流檢測(cè)電阻器的電壓,而不用調(diào)整電源的輸出電壓。

  電源電壓和電流檢測(cè)電阻值決定了LED電流,在驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED時(shí),只需串聯(lián)就可以在每個(gè)LED中達(dá)到固定電流。而在驅(qū)動(dòng)并聯(lián)LED時(shí),必須在每個(gè)LED串中放置一個(gè)整流電阻,但這樣將會(huì)導(dǎo)致效率降低和電流失配。

  由于便攜式應(yīng)用中,電池的使用壽命是整體應(yīng)用關(guān)鍵。所以LED驅(qū)動(dòng)器必須達(dá)到高效性。不過(guò),LED驅(qū)動(dòng)器的效率測(cè)量與典型電源的效率測(cè)量是有些不同。典型電源效率測(cè)量的定義,是輸出功率除以輸入功率。而對(duì)于LED驅(qū)動(dòng)器來(lái)說(shuō),輸出功率并非是相關(guān)參數(shù),反而預(yù)期LED亮度所需要的輸入功率值才是重點(diǎn)。在這點(diǎn)可以利用LED功率除以輸入功率來(lái)得到答案。

  過(guò)壓保護(hù)

  在固定電流模式中,LED驅(qū)動(dòng)組件必須提供過(guò)壓保護(hù)功能。無(wú)論負(fù)載是多少,都可產(chǎn)生固定電流。但如果負(fù)載電阻增大,相對(duì)的電源的輸出電壓也必須隨之增加。當(dāng)電源檢測(cè)到過(guò)大的負(fù)載電阻,或負(fù)載斷開(kāi)的話,那么輸出電壓可能會(huì)超出IC,或其它組件的最大使用電壓范圍。因此,在驅(qū)動(dòng)器里就必須提供過(guò)壓保護(hù)。例如:可以利用將Zener二極管與LED并聯(lián),這樣的方式可將輸出電壓限制在Zener二極管擊穿電壓和電源內(nèi)。當(dāng)出現(xiàn)過(guò)壓時(shí),輸出電壓會(huì)提高到Zener二極管擊穿點(diǎn),并通過(guò)Zener二極管,然后再到接地的電流檢測(cè)電阻器,所以在Zener二極管與LED并聯(lián)下,可以穩(wěn)當(dāng)?shù)靥峁┹敵鲭娏鳌?/p>

  另外,也可以利用監(jiān)控輸出電壓,在達(dá)到過(guò)壓前關(guān)閉電源。當(dāng)過(guò)壓的情況出現(xiàn)時(shí),LED驅(qū)動(dòng)器可以降低功耗,并延長(zhǎng)電池使用壽命。

  PWM調(diào)光

  許多便攜式LCD背光應(yīng)用都需要有限度地調(diào)節(jié)亮度。在這一部份可以采用兩種調(diào)光方式,就是模擬或PWM的方法。采用模擬調(diào)光,就像大家所熟悉的,在LED上增加50%的電流,這樣就可以提高50%的亮度。但這種方法是有缺點(diǎn)的,那就是會(huì)出現(xiàn)LED顏色偏移,并需要采用模擬控制信號(hào),因此,這種模式一般來(lái)說(shuō)使用率并不多。而利用PWM調(diào)節(jié)亮度的關(guān)鍵是,為確保使用者的眼睛看不到PWM脈沖現(xiàn)象,PWM信號(hào)的頻率必須高于100Hz,最大PWM頻率是取決于電源激活與響應(yīng)時(shí)間。

  負(fù)載斷開(kāi)

  負(fù)載斷開(kāi)是LED驅(qū)動(dòng)電源中一個(gè)經(jīng)常被忽視的功能,因?yàn)樵陔娫词r(shí),可以利用負(fù)載斷開(kāi)將LED與電源斷開(kāi)。這種功能在下列兩種情況下是相當(dāng)重要的,那就是斷電和PWM調(diào)光。例如:在升壓轉(zhuǎn)換器斷電期間,負(fù)載仍然透過(guò)電感器和二極管與輸入電壓相連接。因?yàn)檩斎腚妷喝匀慌cLED連接的情況下,總電源已經(jīng)失效,仍舊會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生小電流,當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)漏電流現(xiàn)象將會(huì)縮短電池壽命。另外,負(fù)載斷開(kāi)在PWM進(jìn)行亮度控制時(shí)也很是相當(dāng)重要。因?yàn)樵赑WM不運(yùn)作期間,電源在失效的情況下,但輸出電容仍然與LED連接。

  如果沒(méi)有負(fù)載斷開(kāi)的話,輸出電容仍舊會(huì)提供LED電源,直到PWM再次打開(kāi)電源。因?yàn)殡娙菰诿總€(gè)PWM循環(huán)開(kāi)始時(shí),都會(huì)出現(xiàn)放電的現(xiàn)象,一次電源必須在每個(gè)PWM循環(huán)開(kāi)始時(shí),將輸出電容器充電,所以,會(huì)在每個(gè)PWM循環(huán)出現(xiàn)時(shí)產(chǎn)生突波脈沖。突入的電流會(huì)造成系統(tǒng)效率降低,并在輸入總線上出現(xiàn)瞬時(shí)電壓。而如果具有負(fù)載斷開(kāi)功能的話,LED就會(huì)從電源斷開(kāi),這樣當(dāng)電源失效時(shí),就不會(huì)出現(xiàn)漏電流,而且在PWM進(jìn)行亮度調(diào)整的循環(huán)間,輸出電容器都是充滿的。

  目前,全球各大業(yè)者正在積極開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)更加完整、背光效率更高的白光LED驅(qū)動(dòng)電路。所以由于移動(dòng)電話繼續(xù)朝著多功能智能化的方向發(fā)展,因此,預(yù)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)器的需求量會(huì)持續(xù)增加。例如:目前普通的移動(dòng)電話一般只采用2至4顆LED驅(qū)動(dòng)器,但功能更加豐富的雙屏幕照相手機(jī)需要7~9顆LED驅(qū)動(dòng)器,才可滿足燈光方面的要求。

 

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