LCD面板的LED背光驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)

目前，LED驅(qū)動(dòng)的技術(shù)發(fā)展，將呈現(xiàn)大功率化、高可靠性、綜合效率與功耗優(yōu)化、具有成本優(yōu)勢(shì)和綜合性價(jià)比提高以及高集成度和小體積的趨勢(shì)。LED主要的技術(shù)挑戰(zhàn)在于，如何真正實(shí)現(xiàn)LED的長(zhǎng)壽命？如何提高電源的使用效率與EMC抗干擾能力？以及如何獲得大功率與可靠性？

德信（EUTECH）公司中國(guó)區(qū)FAE經(jīng)理盧世勇表示，由于LED是低壓、大電流驅(qū)動(dòng)型器件，應(yīng)用時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，其應(yīng)用環(huán)境也變化多樣，因此，其面臨以下技術(shù)挑戰(zhàn)：為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)提供高效可靠的電源轉(zhuǎn)換方案，如將TV中的AC-DC電源轉(zhuǎn)換與LED驅(qū)動(dòng)整體考慮，提供完整的解決方案；為了獲得較高的系統(tǒng)效率并解決散熱問(wèn)題，必須要求低導(dǎo)通電阻，但是LED燈條需要高壓驅(qū)動(dòng)，高電壓、低導(dǎo)通電阻與成本之間的折中是一個(gè)技術(shù)課題。

日月成公司董事長(zhǎng)兼總經(jīng)理趙一塵指出，基于LED的明顯優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)應(yīng)用面的不斷擴(kuò)大，未來(lái)的LED市場(chǎng)將呈現(xiàn)兩段式的成長(zhǎng)。第一階段是投資與商用，年成長(zhǎng)率在未來(lái)的3~5年內(nèi)維持在20~30%;第二階段是在3年后成為消費(fèi)必須品，其年增長(zhǎng)率將達(dá)到50~80%.LED應(yīng)用市場(chǎng)的普及將同步帶動(dòng)LED驅(qū)動(dòng)的穩(wěn)步和高速增長(zhǎng)。

他進(jìn)而表示，不同功率和應(yīng)用的LED需要專業(yè)對(duì)應(yīng)的LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)。例如，LED屏幕和LED背光，需要精準(zhǔn)的電流和時(shí)間控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)亮度和灰階特性，需要高效的灰度和色彩調(diào)制技術(shù)；而LED車燈則側(cè)重于快速點(diǎn)亮、更嚴(yán)格的光衰控制、大功率可靠性和色溫控制技術(shù)，使用環(huán)境更為惡劣。

盧世勇認(rèn)為，LED主要應(yīng)用市場(chǎng)是照明和背光。隨著高亮度LED的商業(yè)化以及LED單價(jià)持續(xù)下降，LED在照明和背光上的應(yīng)用普及加速，因此，市場(chǎng)對(duì)LED驅(qū)動(dòng)IC的需求量也越來(lái)越大。EUTECH重點(diǎn)關(guān)注LED背光市場(chǎng)（圖1），產(chǎn)品線提供從3.5寸智能手機(jī)到46寸LCD TV范圍內(nèi)的各尺寸LCD面板的LED背光驅(qū)動(dòng)方案。LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)與AC-DC電源技術(shù)相結(jié)合，提供高效、可靠的整體解決方案，是未來(lái)LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

圖1：白光LED驅(qū)動(dòng)在LCD背光上的應(yīng)用。

LED按照市場(chǎng)應(yīng)用來(lái)分，主要分為車用、建筑裝飾用DC電源照明，家庭/辦公室用AC電源照明，以及液晶面板背光燈源。LED的電特性決定其需要恒電流驅(qū)動(dòng)，但不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ED驅(qū)動(dòng)IC的要求側(cè)重點(diǎn)不同。車用DC電源照明著重產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性和安全性，比如在功率器件短路的情況下不能損壞或者不允許冒煙起火等。家庭/辦公室用AC電源照明則著重PF值、轉(zhuǎn)換效率以及系統(tǒng)成本等。液晶面板背光在設(shè)計(jì)上主要考慮多路LED燈條之間的電流匹配、PWM調(diào)光精度與線性度、LED短路/斷路保護(hù)、功率器件短路保護(hù)、過(guò)熱/過(guò)壓/過(guò)流/欠壓保護(hù)等。

日月成針對(duì)LED驅(qū)動(dòng)的挑戰(zhàn)采取了以下對(duì)策：精準(zhǔn)高效的專利驅(qū)動(dòng)技術(shù)；先進(jìn)的PFC和EMI管理技術(shù)；以及優(yōu)異的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)。趙一塵強(qiáng)調(diào)，目前，有許多電源芯片供應(yīng)商加入到LED驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，而使得LED方案百家爭(zhēng)鳴，各種方案競(jìng)爭(zhēng)激烈，但是基于電源管理芯片的解決方案，都存在著一個(gè)共同的弱點(diǎn)，即缺乏對(duì)LED的真正了解和把握。日月成的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)在于：長(zhǎng)期的LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)與大量的市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)積累；在功率集成與產(chǎn)品綜合效率上獨(dú)具特色；在EMI技術(shù)上形成特點(diǎn)：恒流控制與PWM調(diào)制技術(shù)（圖2）；以及高可靠與品質(zhì)管控。

圖2：峰值電流單環(huán)路控制PWM模式LED驅(qū)動(dòng)芯片。

德信公司針對(duì)LED驅(qū)動(dòng)的挑戰(zhàn)，則采用了先進(jìn)的高壓CDMOS工藝制程。其導(dǎo)通電阻RSP與擊穿電壓BV已做過(guò)專門優(yōu)化，與傳統(tǒng)的BCD制程相比，高壓CDMOS制程沒(méi)有外延片，可提供更好的性價(jià)比產(chǎn)品。同時(shí)，EUTECH還可根據(jù)客戶需求提供定制化方案。

德信公司的LED驅(qū)動(dòng)IC已應(yīng)用在手機(jī)、MID、NB、AIO電腦、LCD監(jiān)視器和液晶電視的LED背光上。相比較同類產(chǎn)品，德信公司產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)：可靠性高，具有外圍器件損壞、短路保護(hù)，LED開(kāi)路/短路保護(hù)、過(guò)流/過(guò)壓/過(guò)溫保護(hù)；LED電流匹配性可達(dá)±1.5%;調(diào)光線性度為1%~100%;開(kāi)啟時(shí)間低至2us，可獲得極佳的對(duì)比度；抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)因PCB布局不佳引起的地噪聲有很好的抑制作用；轉(zhuǎn)換效率高至92%;內(nèi)置恒流源，可以降低系統(tǒng)成本。德信LED閃光燈驅(qū)動(dòng)適用于500萬(wàn)像素以上的鏡頭補(bǔ)光，具有輸出電流大（雙通道1.5A輸出）、外圍應(yīng)用簡(jiǎn)單（僅一顆1μH電感、3個(gè)陶瓷電容和1個(gè)電阻）以及應(yīng)用靈活方便（帶I2C接口，可方便配置各種閃光模式）的優(yōu)點(diǎn)。

最后，在談到未來(lái)將會(huì)有哪些更新的LED驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品推出時(shí)，趙一塵表示，日月成在LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)上不斷推成出新，尤其是在LED屏幕驅(qū)動(dòng)技術(shù)和解決方案上領(lǐng)先同行。未來(lái)，日月成的LED驅(qū)動(dòng)新產(chǎn)品將主要涵蓋：高性價(jià)比LED屏幕；創(chuàng)新型LED演出屏；高密度LED電視屏；低功耗LED戶外屏；高可靠LED亮化驅(qū)動(dòng)與控制；以及高效、高性價(jià)比LED燈驅(qū)動(dòng)等。盧世勇則表示，針對(duì)42寸以上的LCD以及3D TV應(yīng)用，EUTECH即將推出內(nèi)置恒流源的8通道、200mA/通道、65V LED驅(qū)動(dòng)。
責(zé)任編輯；zl