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          LED驅(qū)動器集成電路需要具有的特點分析

          作者: 時間:2011-12-03 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          用來驅(qū)動白光led的約占總市場的50%,白光LED常用來為很多電池供電型手持式便攜產(chǎn)品的小型顯示屏提供背光照明。不過,這類照明應(yīng)用已經(jīng)成熟,未來5年不會有很高的年復合增長率。就LED照明應(yīng)用而言,年復合增長率遠高于手持式產(chǎn)品背光照明市場的3個最大的市場依次是:大型平板顯示屏高清電視機、汽車前燈照明和通用照明。

            隨著消費者要求高清電視機具有更大的平板顯示屏和更高的分辨率,對電視機的需求已經(jīng)迅速從等離子高清電視機轉(zhuǎn)向了LED高清電視機。根據(jù)DisplaySearch公司的數(shù)據(jù),等離子高清電視機的銷售高峰將出現(xiàn)在2008年,銷售收入為240億美元;而2008年LCD高清電視機市場將達到 750 億美元,到 2010 年則增長到 930 億美元。顯然,LED 電視機市場已經(jīng)開始“繁榮”了。

            從運動模糊到色彩再現(xiàn),目前的LCD高清電視機有各種缺點。目前一代LCD高清電視機無法獲得真正的黑色,而且所有顏色的動態(tài)范圍都較小。普通高清電視機用CCFL管進行背光照明,只具有450至650cd/m2的對比度。這些高清電視機的主要問題是,對 CCFL 背光照明不能完全關(guān)斷或不能進行局部調(diào)光。

            相反,采用高亮度LED背光照明,LED陣列(就46英寸顯示屏而言,可含有多達1600個LED)可以對背光照明“組”調(diào)光或進行局部關(guān)斷,從而實現(xiàn)比CCFL設(shè)計幾乎高一個數(shù)量級的對比度(》4000cd/m2)。另外,通過調(diào)整背光照明LED組的亮度,可以再現(xiàn)更多的中間色調(diào),從而使畫面更加生動。另一個好處是能夠從局部完全關(guān)斷LED,從而減輕了運動模糊問題。通過在幀之間完全關(guān)斷LED,幾乎徹底消除了快速運動物體引起的模糊問題。在解決這種 CCFL 背光照明 LCD 電視機所面臨的快速運動模糊問題時,LED 非??斓捻憫?yīng)速度是至關(guān)重要的。

            設(shè)計師的兩難處境

            冷陰極熒光燈(CCFL)常常用來為大型平板顯示器提供背光照明,但是它們的色譜有限,而且色彩不夠鮮明。RGBLED實際上擴展了可見光范圍。另外,在美國國家電視系統(tǒng)委員會(NTSC)定義的顏色中,CCFL能顯示出約80%,而RGB可以顯示出的NTSC色譜多達110%,從而在顯示屏上更準確地顯示出圖像的本原風貌。采用3個單色光源,如紅色、綠色和藍色(RGB)激光,可以獲得可能實現(xiàn)的最廣色譜。

            另一方面,白光 LED 背光照明非常適用于手持式和移動顯示屏,因為白光LED外形尺寸小、簡單易驅(qū)動、對機械應(yīng)力不那么敏感、與CCFL比較預(yù)期壽命長兩倍。不過,白光LED在色譜方面與CCFL有同樣的缺點,因為白光LED等同于寬帶光源。白光LED是藍光二極管覆蓋熒光粉形成的,它把部分藍光轉(zhuǎn)變成黃光,組合形成的光譜被視作白光。

            與單色光源相比,RGBLED以較低的成本提供接近窄帶的色譜。RGBLED不僅改善了色譜,而且還提高了效率,因為RGBLED只按照所需要的紅光、綠光和藍光發(fā)射光能。相對而言,寬帶光源(如白光LED和CCFL)發(fā)出了較多不需要顏色的光,降低了色譜的純度,因此損失了效率。既然不同顏色的RGBLED可以單獨驅(qū)動,那么RGBLED的白光點或色溫就可以校正,而 CCFL 和白光 LED 的白光點都是固定的。

          LED 的調(diào)光考慮

            傳統(tǒng)上,LED 調(diào)光是用 DC 信號或濾波PWM信號調(diào)節(jié)流經(jīng)LED的正向電流來實現(xiàn)的。降低LED電流可調(diào)節(jié)LED光輸出密度。不過,正向電流的變化會導致LED發(fā)光顏色的變化,因為LED的色度隨電流而變。LCD高清電視機和汽車背光照明等很多應(yīng)用不容許LED的發(fā)光顏色有任何偏差。由于周圍環(huán)境光線變化不同以及人眼能夠感知光強的微小變化,因此在這些應(yīng)用中需要寬調(diào)光范圍。用 PWM 信號控制 LED 的光強,可以不改變發(fā)光顏色而實現(xiàn) LED 調(diào)光。

            “True Color PWMTM 調(diào)光” 通過 PWM 信號調(diào)節(jié) LED 亮度。它實質(zhì)上是以 PWM 頻率用滿電流接通和斷開 LED。人眼的限制為每秒 60 幀。通過提高 PWM 頻率 (例如提高到 80Hz 至 100Hz) ,人眼就感覺脈沖光源是連續(xù)接通的。另外,通過調(diào)制占空比 (“接通時間”的長度),可以控制 LED 的光強。采用這種方法時,LED 的發(fā)光顏色保持不變,因為 LED 的電流值或者為零,或者為恒定值。很多高清電視機設(shè)計師都要求高達 3000:1 的調(diào)光比,以適應(yīng)環(huán)境光線的寬范圍變化。

            結(jié)論

            很明顯,就高清電視機所用的大型 LCD 平板顯示屏的背光照明而言,LED 已經(jīng)成為主流選擇。不過,系統(tǒng)設(shè)計師仍然需要滿足其特定設(shè)計性能要求的 LED 驅(qū)動器。因此,LED 驅(qū)動器必須能夠以滿足輸入電壓范圍和所需輸出電壓及電流要求的轉(zhuǎn)換拓撲,為很多不同類型的 LED 配置提供充足的電流和電壓。所以,LED 驅(qū)動器集成電路需要有以下特點,以滿足設(shè)計師的需求:

            (1) 寬輸入電壓范圍

           ?。?) 寬輸出電壓范圍

            (3) 高效率轉(zhuǎn)換

           ?。?) 嚴格調(diào)節(jié)的 LED 電流匹配

            (5) 以低噪聲、恒定頻率工作

           ?。?) 獨立的電流和調(diào)光控制

           ?。?) 寬調(diào)光比

            (8) 用極少的外部組件組成占板面積緊湊的小型解決方案



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