LED TV取代CCFL TV 為大勢所趨

　　HDTV為成長(cháng)最高的消費電子產(chǎn)品市場(chǎng)之一，過(guò)去大型平面電視機一直采用冷陰極燈管（CCFL）背光照明。不過(guò)，為消除CCFL照明中有毒的水銀蒸氣、同時(shí)提高效率和性能的需求，已推動(dòng)LED背光照明進(jìn)入新的HDTV設計。此外，由于很多國家的政府已采取新的綠色措施，消除CCFL中常用的水銀等有毒材料，亦助長(cháng)此一趨勢。

　　隨著(zhù)消費者需要更大的HDTV和更高的分辨率，對電視機的需求已迅速從高畫(huà)質(zhì)等離子（PDP）轉移到高畫(huà)質(zhì)液晶電視（LCDTV）。根據市場(chǎng)調查公司研究，高畫(huà)質(zhì)PDP的銷(xiāo)售在2008年達到高峰，收入約為240億美元，而高畫(huà)質(zhì)液晶電視擁有750億美元的市場(chǎng)產(chǎn)值，至2010年將成長(cháng)到930億美元。不過(guò)，高畫(huà)質(zhì)液晶電視仍有諸多缺點(diǎn)，包括從快速運動(dòng)圖像模糊到彩色再現不準確等問(wèn)題。就目前的HDTV而言，無(wú)法達到真正的黑色，而且所有顏色的動(dòng)態(tài)范圍都有改進(jìn)余地，如高畫(huà)質(zhì)液晶電視只能提供450~650cd/m2的對比度。這些HDTV的主要問(wèn)題是它們不能徹底關(guān)斷CCFL背光照明或對其進(jìn)行局部調光。

　　相反，用高亮度（HB）LED背光照明，一個(gè)LED數組（就55寸顯示器而言，有多達二千四百個(gè)LED）可以分成二百四十個(gè)單獨的調光組。每組通常由八至十個(gè)30~50毫安的LED組成，各組可以透過(guò)單個(gè)接腳獨立調光，從而提供局部調光。

　　這樣的設計提供幾乎比CCFL設計高一個(gè)位數級的對比度（>4,000cd/m2）。此外，透過(guò)以寬調光比調節LED組背光照明，可以再現更多中間色調顏色，從而提供更生動(dòng)的畫(huà)面。

　　能夠局部關(guān)閉LED的另一個(gè)好處，是能減輕運動(dòng)模糊現象。透過(guò)在訊框之間徹底關(guān)斷LED,幾乎完全消除有關(guān)快速移動(dòng)物體的模糊問(wèn)題。在解決CCFL背光照明高畫(huà)質(zhì)液晶電視遇到的這種快速運動(dòng)模糊問(wèn)題時(shí)，LED能否快速響應是關(guān)鍵。

　　為了讓局部調光設計可行，須要具有多個(gè)通道、能以非常寬的調光比獨立調光的LED驅動(dòng)器。幸運的是，有些電源IC設計者已預期到這種需求。

　　LED調光通常透過(guò)采用一個(gè)直流電（DC）訊號或一個(gè)濾波脈沖寬度調變（PWM）調節流經(jīng)LED的順向電流來(lái)完成。雖然降低LED電流可調節LED光輸出強度，不過(guò)順向電流的變化也會(huì )改變LED的顏色，因為L(cháng)ED的色度隨電流而變。很多應用如高畫(huà)質(zhì)液晶電視及汽車(chē)背光照明都不容許LED顏色有任何偏差，在這些應用中，需要寬調光范圍，因為環(huán)境中有不同的光線(xiàn)變化，而且人眼對光強的微小變化都很敏感。透過(guò)PWM訊號來(lái)控制LED的光強，允許對LED調光而不改變其顏色。

　　True Color PWM調光透過(guò)一個(gè)PWM訊號對LED調光。 它實(shí)質(zhì)上是以PWM頻率用滿(mǎn)電流導通和切斷LED。人眼有每秒五十至六十個(gè)訊框的限制，如透過(guò)將PWM頻率提高到100Hz,人眼就會(huì )感覺(jué)脈沖光源是連續導通的。此外透過(guò)調制工作周期（導通時(shí)間的長(cháng)度），可以控制LED的光強。采用此種方法時(shí)，LED的顏色保持不變，因為L(cháng)ED電流值或者為零，或為一個(gè)恒定值。很多HDTV設計者需要3,000:1以上的調光比，以適應多種環(huán)境照明情況。

　　業(yè)界已開(kāi)發(fā)出專(zhuān)門(mén)用于HDTV的新型創(chuàng )新性L(fǎng)ED驅動(dòng)器，其降壓模式的LED驅動(dòng)器有十六個(gè)單獨通道，每個(gè)可從高達45伏特的輸入驅動(dòng)一串由多達十個(gè)50毫安LED組成的LED串，每個(gè)信道都可用來(lái)驅動(dòng)由十個(gè)LED組成的LED組，以提供局部調光。依此，每個(gè)驅動(dòng)器皆可驅動(dòng)多達一百六十個(gè)50毫安的白光LED。一個(gè)46寸的液晶電視需要約十八個(gè)驅動(dòng)器，其十六個(gè)通道中的每一個(gè)均可獨立控制，并具有單獨的PWM輸入，此具有高達5,000:1的PWM調光比。

　　每通道僅需要一個(gè)纖巧的片狀電感和一個(gè)更加纖巧的陶瓷輸出電容器，唯一所需的其它組件是單個(gè)輸入電容與電流設置電阻。所有十六個(gè)信道的箝位二極管、電源開(kāi)關(guān)和具補償功能的控制邏輯電路被壓縮在新型LED驅動(dòng)器較小的五十六接腳、5毫米×9毫米四方扁平無(wú)引腳（QFN）封裝之中。

　　新型LED驅動(dòng)器在2MHz切換頻率時(shí)，具有92%的峰值效率，從而毋需外部散熱器。此外，該2MHz的切換頻率大幅減小印刷電路板（PCB）所需多個(gè)電感的尺寸，因此允許使用非常薄的電視機外殼。此為一個(gè)關(guān)鍵因素，因為大多數消費者想要將HDTV安裝到起居室的墻上，因此出于美感原因，需要重量輕和纖薄的外形設計。

　　新型LED驅動(dòng)器的PWM調光能力高達5,000:1。甚至在僅為2微秒的導通時(shí)間時(shí)，一個(gè)20毫安LED的電流與100HzPWM訊號同步地導通和斷開(kāi)。更高的PWM調光比可用更低的PWM頻率實(shí)現，但是100Hz保證不存在可見(jiàn)閃爍。

　　所有十六個(gè)通道的完整LED亮度都透過(guò)單個(gè)外部電阻器來(lái)設定，每通道具有相同編程LED電流（設定在10~50毫安之間），信道至信道的LED電流準確度在8%內。True ColorPWM調光用減小的工作周期提供準確調光，而所發(fā)射的光無(wú)任何顏色偏移，固定頻率、電流模式控制電路在寬廣輸入和輸出電壓及電流內提供穩定運作。透過(guò)內部檢測電阻器對每個(gè)通道LED電流進(jìn)行控制，以及每通道的內部開(kāi)關(guān)和控制電路提供LED驅動(dòng)出色恒定電流源調節性能。內部100毫安電源開(kāi)關(guān)和五十六接腳QFN封裝外露導熱焊墊提供足夠功率和熱量管理，以在50毫安處理十六個(gè)通道的功耗和熱量。

　　LED顯然已經(jīng)成為HDTV背光照明主流選擇，不過(guò)系統設計者仍須擁有滿(mǎn)足特定設計性能要求的LED驅動(dòng)器。因此，LED驅動(dòng)器須能滿(mǎn)足輸入電壓范圍、輸出電壓和電流需求轉換架構，為不同類(lèi)型LED配置提供充足的電流和電壓。因此，LED驅動(dòng)器須具備以下特點(diǎn)，如寬廣輸入電壓范圍、寬廣輸出電壓范圍、高效率轉換、嚴格調節LED電流匹配、低噪聲與定頻操作、獨立電流和調光控制、寬調光比及用極少外部組件組成接腳占位精小的解決方案，以滿(mǎn)足設計者的需求。