兩種LED背光驅(qū)動方案的分析與對比
同時，伴隨著市場的不斷擴大，LED背光驅(qū)動技術(shù)也日趨成熟，背光驅(qū)動方案也越來越多，但萬變不離其宗，在LCD TV領(lǐng)域，LED背光驅(qū)動的主流解決方案仍是電感升壓式DC/DC升壓變換外加恒流控制電路（如圖1所示）。本文將要對比的兩種驅(qū)動方案也屬此類，分別是AP3039+AP3608E（方案1）和AP3608單芯片解決方案（方案2）。
1 方案的比較與測試
1.1 三個芯片簡單的說明
由上表1可知，AP3068在功能上就相當(dāng)于一個AP3039與一個AP3608E的集成。
1.2 原理分析
在工作原理上，兩種方案完全相同，都是先進(jìn)行DC-DC升壓轉(zhuǎn)換，然后再對多路輸出電流進(jìn)行采集并反饋，從而實現(xiàn)恒流控制，詳細(xì)的工作原理在許多文獻(xiàn)中均有闡述，在此不再贅述，僅列出兩者的原理圖，以供參考。
1.3 成本比較
從圖2、3可知，兩種解決方案的外圍器件幾乎相同，因此總成本主要取決于幾個芯片之間的差價。實際上，AP3068的價格要小于AP3039與AP3608E的價格之和，也就是說，方案二在成本上更低，更具有價格優(yōu)勢。
1.4 性能比較
對于LCD TV產(chǎn)品，在背光技術(shù)方面有幾個比較受關(guān)注的指標(biāo)，其一就是背光的均勻性，不允許LCD屏上不同區(qū)域出現(xiàn)明顯的亮度變化，這也就要求每個LED燈串的電流匹配度（Current Match）要高。其二是背光可調(diào)節(jié)，用以應(yīng)對不同環(huán)境和消費者個人使用習(xí)慣的需求，不允許出現(xiàn)調(diào)節(jié)無反應(yīng)或調(diào)節(jié)后不穩(wěn)定的情況出現(xiàn)。其三是器件溫升不能過高。下面就從這3個方面對這兩種方案分別進(jìn)行測試與對比。
1）電流匹配度對比
實際應(yīng)用中，輸出電容的大小對各通道電流的均流效果有較大的影響，如果條件允許，該電容值取值越大越好。文中方案輸出電壓46V,各通道設(shè)定輸出電流60mA,總輸出電流約0.48A,采用了220uF/63V的電容值。下表2為兩種方案在穩(wěn)定后各通道的電流測試值（CH1~CH8表示各個Channel,單位：mA）：
經(jīng)過計算可得出：方案1的電流匹配度為1.0%;方案2的電流匹配度為0.95%.考慮到儀器測量誤差、器件差異（如采樣電阻為1%精度）等因素，兩個方案的電流匹配度近似相等，也都滿足規(guī)格書的要求（<1.5%）。
2）調(diào)光測試
背光亮度調(diào)節(jié)是LCD TV產(chǎn)品的一個重要功能，不僅要求調(diào)光時輸出穩(wěn)定，而且還要求調(diào)光線性度也要好。下表是這兩種方案的在不同的調(diào)光占空比情況下，所測得的輸出電流的平均值。
從表中數(shù)據(jù)可以看出，在占空比為100%時的電流值并不等于表2中的各通道電流之和，主要原因在于儀器測試誤差所致，這不影響我們對調(diào)光性能的判斷。經(jīng)測試這兩個方案輸出電流波形在關(guān)斷和開通時無過沖無震蕩。因此，這兩種方案都能夠非常理想的實現(xiàn)調(diào)光功能。
3）熱性能對比
器件溫升是一個比較重要的技術(shù)指標(biāo)，因為它直接關(guān)系到產(chǎn)品的使用壽命，溫升越高壽命越短。但是器件不同溫升標(biāo)準(zhǔn)也不同，因此沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，僅要求器件溫升越低越好，一般在室溫25℃時器件溫升50℃以下都在安規(guī)范圍內(nèi)。
用熱成像儀測試，方案1的最高溫度器件是AP3608E,溫度為47.8℃；方案2的最高溫度器件是AP3068,溫度為52.9℃，兩者相差大約5℃。其原因有幾個方面：（1）如前所述，AP3068相當(dāng)于一個AP3039與一個AP3608E,除了還承擔(dān)AP3608E的恒流損耗，還承擔(dān)AP3039的驅(qū)動電流損耗。（2）方案2是一個單芯片方案，熱源集中，散熱條件不如方案1.除此以外，還與PCB Layout有關(guān)系。但總而言之，方案2比方案1的最高器件溫升略高。
通過上述3個方面的對比可知，方案1、2在電性能上并沒有太大差異，最大的差異在器件溫升方面，但也不過略有差異而已。
2 結(jié)論
對于LCD TV中LED背光驅(qū)動的兩種解決方案：AP3039+ AP3608E方案和AP3068單芯片方案，通過工作原理、成本和性能方面的綜合比較可知，AP3068的單芯方案成本更低，溫升略高，如果對溫升要求不苛刻，它是一種更好的選擇。
下載文檔
