LCD液晶背光用白光LED驅動解決方案
發布時間:2009/3/6 0:00:00 訪問次數:1740
lcd目前較常采用ccfl作為背光光源,但因ccfl背光驅動線路復雜,要求驅動電壓高及演色性能力等因素,再加上背光的光源是系統中耗電量最大的部分,所以在功率限制日趨嚴苛的情況下,目前已逐漸被產業討論將使用led作為代替。
為滿足節能及環保的需求,針對不同應用與不同的功耗范圍,全球許多政府及能源機構的各種新的能耗標準也紛紛出爐。同時,更加嚴格的規范也在制定中。降低能耗成為一項無法回避的重要議題,所以對電源管理也提出了更高的要求。
led控制正向電流方案
led是由電流驅動的器件,其亮度與正向電流呈比例關系。有兩種方法可以控制正向電流。第一種方法是采用led v-i曲線,一般利用一個電壓電源和一個整流電阻器,來確定產生預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,如led正向電壓的任何變化都會導致led電流的變化。
假設固定電壓為3.6v、電流為20ma,當電壓變為4.0v時,溫度或制造變化會引起的特定壓變,那么電流將可能降低到14ma。所以正向電壓出現較大變化時,會導致更大的正向電流變化,另外,壓降和功耗也都會浪費功率和降低電池使用壽命。第二種方法是利用固定電流來驅動led。固定電流可消除正向電壓變化所導致的電流變化,因此,可產生固定的led亮度。利用固定電流只需要調整通過電流檢測電阻器的電壓,而不用調整電源的輸出電壓。
電源電壓和電流檢測電阻值決定了led電流,在驅動多個led時,只需串聯就可以在每個led中達到固定電流。而在驅動并聯led時,必須在每個led串中放置一個整流電阻,但這樣將會導致效率降低和電流失配。
由于便攜式應用中,電池的使用壽命是整體應用關鍵。所以led驅動器必須達到高效性。不過,led驅動器的效率測量與典型電源的效率測量是有些不同。典型電源效率測量的定義,是輸出功率除以輸入功率。而對于led驅動器來說,輸出功率并非是相關參數,反而預期led亮度所需要的輸入功率值才是重點。在這點可以利用led功率除以輸入功率來得到答案。
過壓保護
在固定電流模式中,led驅動組件必須提供過壓保護功能。無論負載是多少,都可產生固定電流。但如果負載電阻增大,相對的電源的輸出電壓也必須隨之增加。當電源檢測到過大的負載電阻,或負載斷開的話,那么輸出電壓可能會超出ic,或其它組件的最大使用電壓范圍。因此,在驅動器里就必須提供過壓保護。例如:可以利用將zener二極管與led并聯,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。當出現過壓時,輸出電壓會提高到zener二極管擊穿點,并通過zener二極管,然后再到接地的電流檢測電阻器,所以在zener二極管與led并聯下,可以穩當地提供輸出電流。
另外,也可以利用監控輸出電壓,在達到過壓前關閉電源。當過壓的情況出現時,led驅動器可以降低功耗,并延長電池使用壽命。
pwm調光
許多便攜式lcd背光應用都需要有限度地調節亮度。在這一部份可以采用兩種調光方式,就是模擬或pwm的方法。采用模擬調光,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的,那就是會出現led顏色偏移,并需要采用模擬控制信號,因此,這種模式一般來說使用率并不多。而利用pwm調節亮度的關鍵是,為確保使用者的眼睛看不到pwm脈沖現象,pwm信號的頻率必須高于100hz,最大pwm頻率是取決于電源激活與響應時間。
負載斷開
負載斷開是led驅動電源中一個經常被忽視的功能,因為在電源失效時,可以利用負載斷開將led與電源斷開。這種功能在下列兩種情況下是相當重要的,那就是斷電和pwm調光。例如:在升壓轉換器斷電期間,負載仍然透過電感器和二極管與輸入電壓相連接。因為輸入電壓仍然與led連接的情況下,總電源已經失效,仍舊會繼續產生小電流,當長時間出現漏電流現象將會縮短電池壽命。另外,負載斷開在pwm進行亮度控制時也很是相當重要。因為在pwm不運作期間,電源在失效的情況下,但輸出電容仍然與led連接。
如果沒有負載斷開的話,輸出電容仍舊會提供led電源,直到pwm再次打開電源。因為電容在每個pwm循環開始時,都會出現放電的現象,一次電源必須在每個pwm循環開始時,將輸出電容器充電,所以,會在每個pwm循環出現時產生突波脈沖。突入的電流會造成系統效率降低,并在輸入總線上出現瞬時電壓。而如果具有負載斷開功能的話,led就會從電源斷開,這樣當電源失效時,就不會出現漏電流,而且在pwm進行亮度調整的循環間,輸出電容器都是充滿的。
目前,全球各大業者正在積極開發結構更加完整、背光效率更高的白光led驅動電路。所以由于移動電話繼續朝著多功能智能化的方向發展,因此,預計led驅動器的需求量會持續增加。例如:目前普通的移動電話一般只采用2至4顆led驅動器,但功能更加豐富的雙屏幕照相手機需要7~9顆led驅動器,才可滿
lcd目前較常采用ccfl作為背光光源,但因ccfl背光驅動線路復雜,要求驅動電壓高及演色性能力等因素,再加上背光的光源是系統中耗電量最大的部分,所以在功率限制日趨嚴苛的情況下,目前已逐漸被產業討論將使用led作為代替。
為滿足節能及環保的需求,針對不同應用與不同的功耗范圍,全球許多政府及能源機構的各種新的能耗標準也紛紛出爐。同時,更加嚴格的規范也在制定中。降低能耗成為一項無法回避的重要議題,所以對電源管理也提出了更高的要求。
led控制正向電流方案
led是由電流驅動的器件,其亮度與正向電流呈比例關系。有兩種方法可以控制正向電流。第一種方法是采用led v-i曲線,一般利用一個電壓電源和一個整流電阻器,來確定產生預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,如led正向電壓的任何變化都會導致led電流的變化。
假設固定電壓為3.6v、電流為20ma,當電壓變為4.0v時,溫度或制造變化會引起的特定壓變,那么電流將可能降低到14ma。所以正向電壓出現較大變化時,會導致更大的正向電流變化,另外,壓降和功耗也都會浪費功率和降低電池使用壽命。第二種方法是利用固定電流來驅動led。固定電流可消除正向電壓變化所導致的電流變化,因此,可產生固定的led亮度。利用固定電流只需要調整通過電流檢測電阻器的電壓,而不用調整電源的輸出電壓。
電源電壓和電流檢測電阻值決定了led電流,在驅動多個led時,只需串聯就可以在每個led中達到固定電流。而在驅動并聯led時,必須在每個led串中放置一個整流電阻,但這樣將會導致效率降低和電流失配。
由于便攜式應用中,電池的使用壽命是整體應用關鍵。所以led驅動器必須達到高效性。不過,led驅動器的效率測量與典型電源的效率測量是有些不同。典型電源效率測量的定義,是輸出功率除以輸入功率。而對于led驅動器來說,輸出功率并非是相關參數,反而預期led亮度所需要的輸入功率值才是重點。在這點可以利用led功率除以輸入功率來得到答案。
過壓保護
在固定電流模式中,led驅動組件必須提供過壓保護功能。無論負載是多少,都可產生固定電流。但如果負載電阻增大,相對的電源的輸出電壓也必須隨之增加。當電源檢測到過大的負載電阻,或負載斷開的話,那么輸出電壓可能會超出ic,或其它組件的最大使用電壓范圍。因此,在驅動器里就必須提供過壓保護。例如:可以利用將zener二極管與led并聯,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。當出現過壓時,輸出電壓會提高到zener二極管擊穿點,并通過zener二極管,然后再到接地的電流檢測電阻器,所以在zener二極管與led并聯下,可以穩當地提供輸出電流。
另外,也可以利用監控輸出電壓,在達到過壓前關閉電源。當過壓的情況出現時,led驅動器可以降低功耗,并延長電池使用壽命。
pwm調光
許多便攜式lcd背光應用都需要有限度地調節亮度。在這一部份可以采用兩種調光方式,就是模擬或pwm的方法。采用模擬調光,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的,那就是會出現led顏色偏移,并需要采用模擬控制信號,因此,這種模式一般來說使用率并不多。而利用pwm調節亮度的關鍵是,為確保使用者的眼睛看不到pwm脈沖現象,pwm信號的頻率必須高于100hz,最大pwm頻率是取決于電源激活與響應時間。
負載斷開
負載斷開是led驅動電源中一個經常被忽視的功能,因為在電源失效時,可以利用負載斷開將led與電源斷開。這種功能在下列兩種情況下是相當重要的,那就是斷電和pwm調光。例如:在升壓轉換器斷電期間,負載仍然透過電感器和二極管與輸入電壓相連接。因為輸入電壓仍然與led連接的情況下,總電源已經失效,仍舊會繼續產生小電流,當長時間出現漏電流現象將會縮短電池壽命。另外,負載斷開在pwm進行亮度控制時也很是相當重要。因為在pwm不運作期間,電源在失效的情況下,但輸出電容仍然與led連接。
如果沒有負載斷開的話,輸出電容仍舊會提供led電源,直到pwm再次打開電源。因為電容在每個pwm循環開始時,都會出現放電的現象,一次電源必須在每個pwm循環開始時,將輸出電容器充電,所以,會在每個pwm循環出現時產生突波脈沖。突入的電流會造成系統效率降低,并在輸入總線上出現瞬時電壓。而如果具有負載斷開功能的話,led就會從電源斷開,這樣當電源失效時,就不會出現漏電流,而且在pwm進行亮度調整的循環間,輸出電容器都是充滿的。
目前,全球各大業者正在積極開發結構更加完整、背光效率更高的白光led驅動電路。所以由于移動電話繼續朝著多功能智能化的方向發展,因此,預計led驅動器的需求量會持續增加。例如:目前普通的移動電話一般只采用2至4顆led驅動器,但功能更加豐富的雙屏幕照相手機需要7~9顆led驅動器,才可滿
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