液晶背光LED加強驅動(dòng)電路方案

　　LED作為L(cháng)CD的背光源并不是什么新生事物，其驅動(dòng)技術(shù)也已非常成熟。但是，從小尺寸的便攜式應用拓展到大尺寸的液晶電視，新的應用領(lǐng)域對LED驅動(dòng)電路也提出了更為苛刻的要求。同時(shí)，由于液晶電視背光LED也面臨著(zhù)不同模式的選擇，因此對于驅動(dòng)電路設計也要比較各種方案的優(yōu)劣。

　　大尺寸背光提出新要求

　　液晶電視對背光LED驅動(dòng)電路要求更嚴

　　RGB背光驅動(dòng)研發(fā)應注重控制系統

　　隨著(zhù)LED價(jià)格的下降和綠色能源概念的深入人心，以L(fǎng)ED為背光源的應用領(lǐng)域已經(jīng)由手機等便攜式產(chǎn)品迅速拓展到筆記本電腦、臺式電腦監視器和液晶電視等中、大尺寸顯示領(lǐng)域。傳統中、大尺寸液晶顯示器使用的CCFL(冷陰極燈管)背光面臨著(zhù)LED咄咄逼人的攻勢。“LED背光照明與傳統CCFL照明源的區別在于，前者具有更好圖像質(zhì)量、更纖薄設計、低功耗以及環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，而這些正是LED照明方案快速獲得采納并取代CCFL照明方案的原因所在。”飛兆半導體PCIA照明部總監李在鵬說(shuō)。AnalogicTech公司首席執行官RichardWilliams也表示：“使用LED背光將比CCFL背光節能約30%.采用CCFL不僅能耗較高，而且使用汞元素會(huì )對環(huán)境造成污染。目前，越來(lái)越多的液晶電視采用LED作為背光源。”

　　然而，大尺寸LCD對背光LED驅動(dòng)電路的要求更為嚴格。杭州茂力半導體技術(shù)有限公司暨M(jìn)PS杭州研發(fā)中心總經(jīng)理任遠程在接受記者采訪(fǎng)時(shí)表示：“隨著(zhù)面板尺寸的增大，LED背光的功率也迅速增大，對LED驅動(dòng)電路也提出了新的要求。驅動(dòng)電路要能將12V或24V電壓變換成更高的電壓以驅動(dòng)更多串聯(lián)的LED;對每一串LED之間的電流要能實(shí)現高精度的均流以保證背光的均勻;轉換效率要更高，從而降低在有限的空間內產(chǎn)生的熱量;要實(shí)現嚴格的開(kāi)路和短路保護。”

　　“LED背光從便攜式應用領(lǐng)域轉向液晶電視應用領(lǐng)域，變化非常大。”杭州士蘭微電子股份有限公司電源及功率驅動(dòng)產(chǎn)品線(xiàn)總經(jīng)理吳建興告訴記者，“屏幕尺寸的變化導致背光功率的變化，從手機的幾百毫瓦提升到液晶電視幾十瓦甚至是幾百瓦。另外就是供電電源的變化，手機采用鋰電池供電，典型值在3.7V~4.2V;而在液晶電視應用中，供電端是由AC-DC產(chǎn)生的12V或24供電系統。所以液晶電視背光與手機背光完全是兩個(gè)不同的產(chǎn)品平臺，在可靠性、效率、電流匹配、調光比等多個(gè)方面都對液晶電視背光LED驅動(dòng)有了全新的要求。”

　　邊緣式方案更具成本優(yōu)勢

　　邊緣式與點(diǎn)陣式背光LED各有優(yōu)勢

　　兩級驅動(dòng)方案更受青睞

　　液晶電視的LED背光方案也有兩種形式，即邊緣式和點(diǎn)陣式(直接式)。RichardWilliams告訴記者：“邊緣式的LED背光方案，其實(shí)就是在LCD的邊緣即以前布置CCFL的地方安裝若干LED,形成若干LED‘光帶';而點(diǎn)陣式則是將LED以點(diǎn)陣的形式布置在LCD顯示屏的下方。”“采用點(diǎn)陣式LED背光方案，LED電流吸收器的智能控制為基于影像內容的個(gè)別部分提供了精準的亮度，并可為觀(guān)看者提供更純正的黑色，同時(shí)改善對比度，從而獲得更好、更自然的觀(guān)看效果。

　　此外，其動(dòng)態(tài)LED背光還能滿(mǎn)足大型平板電視日益嚴格的能耗標準。”RichardWilliams說(shuō)。“邊緣式有結構簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜的優(yōu)勢;而點(diǎn)陣式有圖像質(zhì)量好，對比度高的特點(diǎn)，但是驅動(dòng)線(xiàn)路相對復雜，需要有數字接口和圖像解碼芯片進(jìn)行通信。”任遠程說(shuō)，“邊緣式背光的三級驅動(dòng)電路已經(jīng)成熟，目前業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)是如何降低成本和提高效率。MPS提出了’驅動(dòng)能量部分處理‘的設計概念，通過(guò)這樣的設計，約80%的能量?jì)H僅處理了兩次就接到了LED上，而只有約20%的能量被處理了3次;驅動(dòng)器的效率達到了97%以上，較三級架構提高了5%~6%;同時(shí)，因為可以采用低壓器件，成本也降低了很多。如果邊緣式架構中的LED串數由現在的4串減少到1串，那么兩級驅動(dòng)線(xiàn)路在成本和驅動(dòng)效率上將更有吸引力。”

　　吳建興也向記者比較了邊緣式與點(diǎn)陣式背光LED方案的優(yōu)劣。“邊緣式背光優(yōu)點(diǎn)是成本低，耗電少;其缺點(diǎn)是背光的均勻度不夠，背光色域與CCFL背光接近。點(diǎn)陣式的優(yōu)點(diǎn)是背光均勻，色域寬廣，可以進(jìn)行區域性調光。缺點(diǎn)是成本較高，耗電較大，機型不能做成超薄。”吳建興說(shuō)，“邊緣式背光方案主要由驅動(dòng)電路獨立構成，規格相對簡(jiǎn)單，在設計中關(guān)注的重點(diǎn)是拓撲結構(升壓/降壓)、單路或多路輸出(確定LED串并方式)、調光方式、輸出功率等。直接式背光應該是一個(gè)系統，由控制部分與驅動(dòng)部分組成，如控制部分要考慮區域調光邊緣處理及智能背光等功能的問(wèn)題，整個(gè)系統會(huì )比較復雜;僅對驅動(dòng)電路而言，除了增加控制部分接口外，在恒流匹配性及調光比上要求會(huì )更高。”