汽車(chē)照明lcd液晶背光用白光LED驅(qū)動(dòng)解決方案

　　LCD目前較常采用CCFL作為背光光源，但因CCFL背光驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路復(fù)雜，要求驅(qū)動(dòng)電壓高及演色性能力等因素，再加上背光的光源是系統(tǒng)中耗電量最大的部分，所以在功率限制日趨嚴(yán)苛的情況下，目前已逐漸被產(chǎn)業(yè)討論將使用LED作為代替。

　　為滿(mǎn)足節(jié)能及環(huán)保的需求，針對(duì)不同應(yīng)用與不同的功耗范圍，全球許多政府及能源機(jī)構(gòu)的各種新的能耗標(biāo)準(zhǔn)也紛紛出爐。同時(shí)，更加嚴(yán)格的規(guī)范也在制定中。降低能耗成為一項(xiàng)無(wú)法回避的重要議題，所以對(duì)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(qū)動(dòng)的器件，其亮度與正向電流呈比例關(guān)系。有兩種方法可以控制正向電流。第一種方法是采用LEDV-I曲線(xiàn)，一般利用一個(gè)電壓電源和一個(gè)整流電阻器，來(lái)確定產(chǎn)生預(yù)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(diǎn)，如LED正向電壓的任何變化都會(huì)導(dǎo)致LED電流的變化。

　　假設(shè)固定電壓為3。6V、電流為20mA，當(dāng)電壓變?yōu)?。0V時(shí)，溫度或制造變化會(huì)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(xiàn)較大變化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致更大的正向電流變化，另外，壓降和功耗也都會(huì)浪費(fèi)功率和降低電池使用壽命。第二種方法是利用固定電流來(lái)驅(qū)動(dòng)LED。固定電流可消除正向電壓變化所導(dǎo)致的電流變化，因此，可產(chǎn)生固定的LED亮度。利用固定電流只需要調(diào)整通過(guò)電流檢測(cè)電阻器的電壓，而不用調(diào)整電源的輸出電壓。

　　電源電壓和電流檢測(cè)電阻值決定了LED電流，在驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED時(shí)，只需串聯(lián)就可以在每個(gè)LED中達(dá)到固定電流。而在驅(qū)動(dòng)并聯(lián)LED時(shí)，必須在每個(gè)LED串中放置一個(gè)整流電阻，但這樣將會(huì)導(dǎo)致效率降低和電流失配。

　　由于便攜式應(yīng)用中，電池的使用壽命是整體應(yīng)用關(guān)鍵。所以LED驅(qū)動(dòng)器必須達(dá)到高效性。不過(guò)，LED驅(qū)動(dòng)器的效率測(cè)量與典型電源的效率測(cè)量是有些不同。典型電源效率測(cè)量的定義，是輸出功率除以輸入功率。而對(duì)于LED驅(qū)動(dòng)器來(lái)說(shuō)，輸出功率并非是相關(guān)參數(shù)，反而預(yù)期LED亮度所需要的輸入功率值才是重點(diǎn)。在這點(diǎn)可以利用LED功率除以輸入功率來(lái)得到答案。

　　過(guò)壓保護(hù)

　　在固定電流模式中，LED驅(qū)動(dòng)組件必須提供過(guò)壓保護(hù)功能。無(wú)論負(fù)載是多少，都可產(chǎn)生固定電流。但如果負(fù)載電阻增大，相對(duì)的電源的輸出電壓也必須隨之增加。當(dāng)電源檢測(cè)到過(guò)大的負(fù)載電阻，或負(fù)載斷開(kāi)的話(huà)，那么輸出電壓可能會(huì)超出IC，或其它組件的最大使用電壓范圍。因此，在驅(qū)動(dòng)器里就必須提供過(guò)壓保護(hù)。例如：可以利用將Zener二極管與LED并聯(lián)，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(nèi)。當(dāng)出現(xiàn)過(guò)壓時(shí)，輸出電壓會(huì)提高到Zener二極管擊穿點(diǎn)，并通過(guò)Zener二極管，然后再到接地的電流檢測(cè)電阻器，所以在Zener二極管與LED并聯(lián)下，可以穩(wěn)當(dāng)?shù)靥峁┹敵鲭娏鳌?/p>

　　另外，也可以利用監(jiān)控輸出電壓，在達(dá)到過(guò)壓前關(guān)閉電源。當(dāng)過(guò)壓的情況出現(xiàn)時(shí)，LED驅(qū)動(dòng)器可以降低功耗，并延長(zhǎng)電池使用壽命。

　　PWM調(diào)光

　　許多便攜式LCD背光應(yīng)用都需要有限度地調(diào)節(jié)亮度。在這一部份可以采用兩種調(diào)光方式，就是模擬或PWM的方法。采用模擬調(diào)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(diǎn)的，那就是會(huì)出現(xiàn)LED顏色偏移，并需要采用模擬控制信號(hào)，因此，這種模式一般來(lái)說(shuō)使用率并不多。而利用PWM調(diào)節(jié)亮度的關(guān)鍵是，為確保使用者的眼睛看不到PWM脈沖現(xiàn)象，PWM信號(hào)的頻率必須高于100Hz，最大PWM頻率是取決于電源激活與響應(yīng)時(shí)間。

　　負(fù)載斷開(kāi)

　　負(fù)載斷開(kāi)是LED驅(qū)動(dòng)電源中一個(gè)經(jīng)常被忽視的功能，因?yàn)樵陔娫词r(shí)，可以利用負(fù)載斷開(kāi)將LED與電源斷開(kāi)。這種功能在下列兩種情況下是相當(dāng)重要的，那就是斷電和PWM調(diào)光。例如：在升壓轉(zhuǎn)換器斷電期間，負(fù)載仍然透過(guò)電感器和二極管與輸入電壓相連接。因?yàn)檩斎腚妷喝匀慌cLED連接的情況下，總電源已經(jīng)失效，仍舊會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生小電流，當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)漏電流現(xiàn)象將會(huì)縮短電池壽命。另外，負(fù)載斷開(kāi)在PWM進(jìn)行亮度控制時(shí)也很是相當(dāng)重要。因?yàn)樵赑WM不運(yùn)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(méi)有負(fù)載斷開(kāi)的話(huà)，輸出電容仍舊會(huì)提供LED電源，直到PWM再次打開(kāi)電源。因?yàn)殡娙菰诿總€(gè)PWM循環(huán)開(kāi)始時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)放電的現(xiàn)象，一次電源必須在每個(gè)PWM循環(huán)開(kāi)始時(shí)，將輸出電容器充電，所以，會(huì)在每個(gè)PWM循環(huán)出現(xiàn)時(shí)產(chǎn)生突波脈沖。突入的電流會(huì)造成系統(tǒng)效率降低，并在輸入總線(xiàn)上出現(xiàn)瞬時(shí)電壓。而如果具有負(fù)載斷開(kāi)功能的話(huà)，LED就會(huì)從電源斷開(kāi)，這樣當(dāng)電源失效時(shí)，就不會(huì)出現(xiàn)漏電流，而且在PWM進(jìn)行亮度調(diào)整的循環(huán)間，輸出電容器都是充滿(mǎn)的。

　　目前，全球各大業(yè)者正在積極開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)更加完整、背光效率更高的白光LED驅(qū)動(dòng)電路。所以由于移動(dòng)電話(huà)繼續(xù)朝著多功能智能化的方向發(fā)展，因此，預(yù)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)器的需求量會(huì)持續(xù)增加。例如：目前普通的移動(dòng)電話(huà)一般只采用2至4顆LED驅(qū)動(dòng)器，但功能更加豐富的雙屏幕照相手機(jī)需要7～9顆LED驅(qū)動(dòng)器，才可滿(mǎn)足燈光方面的要求。