探討中大尺寸LCD屏的LED背光策略
發布時間:2012-03-28
中心議題:
- 針對中大尺寸LCD屏的LED背光策略
解決方案:
- AP3127、AP3293是芯朋微電子設計的升壓型背光LED驅動電路
近年來,LED在背光應用方麵得到了長足發展,不但在小尺寸LCD顯示屏的背光應用中得到普及,而且開始邁入需要更高性能和更長工作時間的中大尺寸LCD顯示屏背光應用,如GPS、P-DVD、數碼像框(DPF)、及上網本等設備。
LED背光技術很多優點,包括壽命更長、功耗更低等。更重要的是,LED完全符合環保要求,不會造成環境汙染等問題。
LED是電流型器件,需要專用的驅動IC。它的亮度與流過的電流成正比。用驅動IC控製LED的電流一般有恒壓源和恒流源兩種方式。前者無法準確控製LED亮度,而後者則能很好地避免LED離散性帶來的影響,從而精確地控製LED亮度。恒流源控製方式是目前LED驅動的主流模式。下麵結合無錫芯朋微電子有限公司的LED背光驅動電路做一些介紹。
線性恒流驅動又稱LDO均流驅動,這種方法成本最低,且沒有EMI問題,但其主要問題是電池電壓下降到一定值以下時,亮度將出現明顯變化。因此,這種驅動IC方法一般用於低成本的便攜式產品中。芯朋微電子的AP3600、AP3601、AP3602等就是這樣的驅動IC。
電荷泵混合模式驅動解決了在電池電壓比較低的情況下,輸出電流下降明顯的問題。根據輸入電壓,芯片工作在線性、1.5X或2X模式。這種方式具有輸入電壓範圍廣、無需電感、體積小等優點,廣泛用於手機等小型LCD屏幕。這些驅動IC包括芯朋微電子的AP3324、AP3325等。
跟電荷泵方式相比,PWM恒流驅動模式可以得到比輸入更高的電壓,且驅動能力更強,能支持更多數量的LED,可以應用於更大尺寸的產品(如GPS、P-DVD、DPF、及上網本等產品)的LCD背光模塊。芯朋微電子的AP3127、AP3293等就是PWM恒流驅動IC。
AP3127、AP3293是芯朋微電子專為中尺寸LCD屏幕設計的升壓型背光LED驅動電路,采用高達1MHz的工作頻率,允許采用小巧的外部電感和電容元件。LED采用串聯的連接形式,保證流過每個LED的電流相同,從而獲得一致的亮度。250mV的反饋電壓使得在電流設定電阻上消耗的功率很小,盡可能優化了在白光LED驅動應用時的效率。
AP3127的開關管峰值電流可高達500mA,並且可承受高達22V的電壓,可驅動一串6個LED和三串多達21個LED,采用SOT23-6L封裝形式。
AP3293的開關管峰值電流可高達1,000mA,可承受高達40V的電壓,驅動一串10個LED和三串多達24個LED,采用SOT23-6L或WDFN8封裝形式。
由於AP3127/3293的反饋電壓僅為250mV,所以電阻上的功耗就很小,效率大大提高,延長了電池的使用時間。
由you於yu是shi直zhi接jie控kong製zhi輸shu出chu電dian流liu而er不bu是shi電dian壓ya,當dang負fu載zai電dian阻zu變bian大da時shi,輸shu出chu電dian壓ya必bi須xu增zeng大da以yi維wei持chi恒heng定ding的de電dian流liu。而er一yi旦dan負fu載zai開kai路lu,輸shu出chu電dian壓ya會hui立li即ji上shang升sheng直zhi到dao超chao出chu芯xin片pian最zui大da允yun許xu電dian壓ya,擊ji穿chuan芯xin片pian。傳chuan統tong的de驅qu動dong芯xin片pian一yi般ban要yao求qiu在zai輸shu出chu端duan與yuLED並聯放置一個齊納二極管來限製輸出電壓。AP3127/3293在設計中考慮了負載開路保護的問題,在內部加入了一個過壓保護電路,無需外加二極管保護。
此外,該芯片支持PWM調光,利用人眼的視覺暫停原理,以一定的頻率和占空比,周期性地控製白光LED的de導dao通tong電dian流liu在zai零ling電dian流liu到dao額e定ding工gong作zuo電dian流liu之zhi間jian來lai回hui切qie換huan,從cong而er調tiao整zheng亮liang度du。與yu改gai變bian驅qu動dong電dian流liu大da小xiao的de調tiao光guang方fang式shi相xiang比bi,這zhe種zhong調tiao光guang方fang式shi的de優you點dian是shi不bu會hui產chan生sheng色se移yi。在zai應ying用yong中zhong,為wei確que保bao人ren眼yan看kan不bu到daoLED閃爍,PWM調光頻率一般大於100Hz。AP3127/3293支持20Hz~100kHz的調光頻率範圍,大大方便了係統設計。
針對10英寸到12英寸的上網本,芯朋微電子正在研製AP3295。其輸入電壓在4.5V~24V,這使得LED背光模組既可以兼容原來CCFL的輸入電壓,也可以由電池或者適配器直接供電,從而減少電源變換環節,提高係統的整體效率。該方案也支持PWM調光。由於接口兼容,用戶隻需將其背光源由CCFL燈管換成鋁基的LED發光條,同時將高壓複雜的交流驅動器換成低壓簡單的直流驅動器即可。其綜合成本與傳統的CCFL背光模塊已非常接近。
AP3127/3293/3295均具有軟啟動功能、過壓、欠壓和過溫功能,均采用超小型封裝型式。
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