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  小屏幕LCD背光的LED驱动电路设想技能 宣布时候:2008/5/1
 

   
 

小屏幕LCD背光的LED驱动电路设想技能

作者: Bernie Weir

曩昔几年来,小型黑色LCD显现屏已被集成到规模愈来愈宽阔的产物当中。黑色显现屏曾被视为手机的奢华设置装备摆设,但现在,即便在入门级手机中,彩屏已成为一项标配。幸亏,手机财产的经济规模性(环球手机年出货量靠近10亿部)下降了LCD黑色显现屏的本钱,并使它们集成在不管是便携医疗装备、通用文娱遥控器、数字相框/图象检查器、教导玩具,或是最新具备WiFi功效的VoIP无绳德律风等其余产物中都具备吸收力。

黑色LCD显现屏须要红色背光,以便用户在任何光照情况下都能一般地旁观。这个背光子体系包罗1个高亮度白光发光二极管(LED)阵列、1个分散器(diffuser)以分散光芒和1个背光驱动器将可用电能稳压为恒定电流以驱动LED。一块11.5英寸的显现屏可以或许包罗24LED,而一块3.5英寸显现屏则可以或许等闲地就包罗610LED。对LED而言,其光输入与电流成反比,并且由于LED具备很是峻峭的电流-电压(I-V)曲线,流过LED的电流慎密婚配是很是主要,如许能力确保平衡背光,由于LED凡是散布在LCD显现屏的一边。另外,也须要软件节制让用户调理亮度,和针对四周光照情况作出弥补。按照流经LED电流的差别,LED的色点(color point)可以或许会漂移。是以,将LED电流设定为牢固值并对LED停止脉宽调制以下降均匀光输入就很遍及。要在手持产物设想中集成小型黑色LCD显现屏并进而完本钱钱、机能和电池寿命的得当平衡,存在着一系列须要斟酌的身分。

电池供电产物须要优化的LED驱动电路架构,这些架构要处置并存的多项挑衅,如空间受限、须要高能效,和电池电压变更既可以或许比LED的正向电压高,也可以或许低。经常利用的拓扑布局有两种,别离是LED接纳并联设置装备摆设的电荷泵架构/恒流源架谈判LED接纳串连设置装备摆设的电感升压型架构。这两种计划都有须要斟酌的折中身分,如升压架构可以或许确保一切LED所流经的电流巨细不异但须要接纳电感停止能量转换,而电荷泵架构利用小型电容停止能量转换,但一切LED并联摆列得过分慎密乃至电流婚配成为平衡背光所面临的一项辣手题目。

设想时应做好以下几点

1 评价显现屏的大要利用时候

挑选白光LED驱动器时,须要斟酌到显现屏的利用频次。若是显现屏会被长时候背光旁观,具有高效力的转换器对电池利用时候就显得相当主要。较大的显现屏须要较多的LED,而显现屏利用时候较长的利用则会从能效更高的升压型拓扑中受害。相反地,若是显现屏仅用于短时候背光,那末效力就可以或许不是一项关头的设想参数。

2 细心斟酌LED挑选

LED手艺延续疾速改良,制作商在利用新的资料、制作手艺和LED设想来为划一巨细的电流释出更大的光输入,如许一来,几年前须要4LED停止背光的显现屏现在可以或许接纳2LED就可以完成一样的背亮光度。不只如斯,曩昔凡是利用冷阴极荧光灯(CCFL)停止背光的47英寸较大显现屏,现在正在转向利用LED停止背光。另外,LED的正向电压正趋势更低。是以,不只须要斟酌驱动器制作商的数据表曲线上的驱动器效力,还须要基于接纳所选LED对驱动器停止的评价来予以斟酌。表1罗列了几款LED的一些主要标准,显现了这些LED在正向电压和发亮光度等方面的差别。须要申明的是,正向电压规模的变更较大,这象征着驱动器的效力应当接纳LED标准的极限值来停止评价。

3. 注重布线

即便各个LED接纳1020mA的极低电流来驱动,流经转换器的峰值电流也较着高很多。这对电感拓扑布局而言犹为如斯,由于峰值开关电流可以或许是LED均匀电流的1020倍。是以,须要利用恰当的低耗损布线手艺。对电荷泵型拓扑布局而言,电容应当安排在临近驱动器的地位,使回路面积减至最小以防止辐射开关噪声。对电感升压型转换器而言,输入和输入电容和电感到设在临近驱动器的地位。另外,电流设定电阻(Rfb)应当间接毗连至芯片的接地,由于内部参考和检测电压之间的毛病会间接影响LED电流切确度。

4. 在实在情况下测您的试产物

斟酌显现屏在外界高亮度光照前提下的表现,并确保软件调光节制具有充足的静态规模,从而在预期的光照情况下可以或许充实地对显现屏停止调光。

应当注重防止以下题目

1 健忘斟酌边境和毛病形式

毛病总会产生,若是LED对地开路或短路,驱动器应当若何处置这个题目?对电感升压驱动器而言,若是LED串开路,输入就会激增,由于恒定电流会对输入电容停止充电,从而须要过压掩护,但这类功效可以或许会、也可以或许不会合成在驱动器中。这在工场测试中可以或许会成为一个题目,由于显现屏在某些测试步骤中可以或许还未被装置。另外,评价产物开启时的浪涌前提也很主要,由于其间大批的电流耗损可以或许将电池电压下降到最低任务阈值之下。接纳软启动和/或对差别电路模块停止软件排序就可以或许将这个题目最小化。

2 只盯着峰值效力

由于用户可调理背亮光度,是以须要斟酌显现屏背光估计会在大大都任务时候内的驱动器效力。评价驱动器的效力时,须要斟酌LED估计的任务前提、电池电压规模和正向电压变更。电感型驱动器具有更佳的峰值效力,对输入和输入电压变更也有更大的容限。

3 轻忽内部元件挑选

在一切设想案例中,都应当斟酌接纳低的等效串连电阻(ESR)X5RX7R陶瓷电容使耗损降到最低。一样在电感型案例中,(如有内部的)肖特基整流器的正向电压降和电感的ESR会影响效力。举例来讲,利用带有0.3Ω ESR的电感来以20mA电流驱动5个串连的LED时,效力会比带1.3Ω ESR的电感高5%。固然,这并不是不价格的,由于电感的ESR越低,供给不异电感值所对应的尺寸越大。所幸的是,现在也有很多新型的小尺寸电感器,它们允许LED驱动器置于显现器的上面。

 
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