面向HDTV應(yīng)用的高亮度LED驅(qū)動(dòng)器解決方案

　　與此相反，當(dāng)采用HB LED背光源時(shí)，一個(gè)能夠以背面照明“LED串”來(lái)進(jìn)行局部調(diào)光或關(guān)斷操作的LED陣列 (對(duì)于46英寸顯示器而言，LED的數(shù)目多達(dá)1600個(gè)) 提供了幾乎比CCFL設(shè)計(jì)高出一個(gè)數(shù)量級(jí)的對(duì)比度比 (>4000cd/m2)。此外，通過(guò)調(diào)節(jié)背面照明LED串的亮度，還可以復(fù)制更多的中間色調(diào)，從而使得圖像更加生動(dòng)逼真。

　　能夠在局部位置將LED完全關(guān)斷的另一個(gè)好處是可以減少運(yùn)動(dòng)模糊。通過(guò)在幀與幀之間將LED完全關(guān)斷，由快速運(yùn)動(dòng)物體所引起的圖像模糊實(shí)際上將被消除。在解決CCFL背面照明LCD TV所常見(jiàn)的這種快速運(yùn)動(dòng)模糊問(wèn)題的過(guò)程中，LED的快速響應(yīng)速率是至關(guān)重要的。

　　要想使LED背面照明HDTV成為可行方案，關(guān)鍵因素之一便是LED驅(qū)動(dòng)器IC。由于每塊顯示屏包含如此之多的LED，因此LED驅(qū)動(dòng)器電路必須具有非常高的效率，否則顯示器將產(chǎn)生嚴(yán)重的熱問(wèn)題，并需要采用體積龐大的散熱器，這與消費(fèi)者期盼平板HDTV外形更平、重量更輕的愿望是背道而馳的。此外，這些驅(qū)動(dòng)器IC還必須能夠提供非常寬的調(diào)光比 (高達(dá)5000:1)，以實(shí)現(xiàn)所需的寬對(duì)比度比。最后，整個(gè)LED驅(qū)動(dòng)器解決方案必須非常緊湊，以造就大多數(shù)HDTV消費(fèi)者所要求非常扁薄的款式。

　　凌力爾特的LT3595降壓模式LED驅(qū)動(dòng)器具有16個(gè)單獨(dú)的通道，每個(gè)通道能夠從高達(dá)45V的輸入來(lái)驅(qū)動(dòng)由多達(dá)10個(gè)50mA LED所組成的LED串。每個(gè)通道可被用來(lái)驅(qū)動(dòng)一串 (10個(gè)) LED，以提供局部調(diào)光。每個(gè)LT3595能驅(qū)動(dòng)多達(dá)160個(gè)50mA白光LED。一臺(tái)46英寸LCD TV將需要大約10個(gè)LT3595 (依據(jù)HDTV標(biāo)準(zhǔn))。其16個(gè)通道均可進(jìn)行獨(dú)立控制，并且具有一個(gè)單獨(dú)的PWM輸入，該輸入能夠提供高達(dá)5000:1的PWM調(diào)光比。

　　每個(gè)通道僅需要一個(gè)片式電感器和一個(gè)甚至更加小巧的陶瓷輸出電容器。其他的必需元件僅為單個(gè)輸入電容器和用于確定電流的設(shè)定電阻器 (圖5)。具箝位二極管、電源開(kāi)關(guān)以及具補(bǔ)償功能的控制邏輯電路所有16個(gè)通道均被整合在LT3595較小的56引腳、5mm x 9mm QFN封裝之中。

　　圖4：一個(gè)用于從45V輸入來(lái)驅(qū)動(dòng)160個(gè)白光LED的16通道LED驅(qū)動(dòng)器。PWM調(diào)光比為5000:1

　　LT3595擁有92%的峰值效率 (在2MHz開(kāi)關(guān)頻率條件下)，因而免除了增設(shè)外部散熱裝置的需要。

　　圖5：圖4所示的160-LED驅(qū)動(dòng)器的效率高于92%

　　LT3595的PWM調(diào)光能力高達(dá)5000:1。圖7示出了5000:1 PWM調(diào)光波形和一個(gè)外觀(guān)非常方的LED電流波形。即使在接通時(shí)間僅為2μs的情況下，一個(gè)20mA LED電流仍然與100Hz PWM信號(hào)同步地接通和關(guān)斷。降低PWM頻率可以實(shí)現(xiàn)較高的PWM調(diào)光比，但100Hz頻率能夠確保不出現(xiàn)可見(jiàn)閃爍。

　　圖6：圖4所示電路的5000:1 PWM調(diào)光波形

　　所有16個(gè)通道的滿(mǎn)LED亮度均利用單個(gè)外部電阻器來(lái)設(shè)定。每個(gè)通道具有相同的編程LED電流 ─— 設(shè)定在10mA至50mA之間。各通道之間的LED電流準(zhǔn)確度在8%以?xún)?nèi)。True Color PWM調(diào)光采用了一個(gè)減小的占空比，旨在提供準(zhǔn)確的調(diào)光，而不使發(fā)射光的彩色發(fā)生任何偏移。固定頻率、電流模式控制方案在一個(gè)很寬輸入和輸出電壓以及電流范圍內(nèi)提供了穩(wěn)定的操作。對(duì)流過(guò)用于每個(gè)通道的內(nèi)部檢測(cè)電阻器和內(nèi)部開(kāi)關(guān)的LED電流的直接控制，以及用于每個(gè)通道的控制電路提供了適合LED驅(qū)動(dòng)的卓越恒定電流源調(diào)節(jié)性能。內(nèi)部100mA電源開(kāi)關(guān)和56引腳QFN封裝的裸露散熱襯墊提供了足以處理16個(gè)通道的功耗和發(fā)熱量 (在50mA電流條件下) 的電源管理和熱管理。

　　結(jié)論

　　由于LED照明應(yīng)用在汽車(chē)和LCD HDTV中的普及速度空前提高，因此對(duì)高電流LED應(yīng)用中的LED驅(qū)動(dòng)器IC產(chǎn)生了許多非常特殊的性能要求。在汽車(chē)?yán)?，這些應(yīng)用多種多樣，從車(chē)前燈到內(nèi)部照明等不一而足。在HDTV中，LED提供了一種精細(xì)得多的局部調(diào)光法，從而極大地改善了圖像質(zhì)量。此外，在汽車(chē)和HDTV市場(chǎng)以外的眾多商業(yè)和工業(yè)環(huán)境中，LED的應(yīng)用也非常普遍，它們同樣具有大多數(shù)這些高性能要求。這些LED驅(qū)動(dòng)器還必須能夠提供恒定的電流 (以保持均勻的亮度，而不受輸入電壓或LED正向電壓變化的影響)、必須實(shí)現(xiàn)高工作效率，并提供寬調(diào)光比。另外，這些應(yīng)用還需要占板面積非常緊湊、且散熱效率很高的解決方案。面對(duì)汽車(chē)、HDTV以及眾多其他LED設(shè)計(jì)要求，凌力爾特公司迎難而上，開(kāi)發(fā)出了一個(gè)高電流LED驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品系列。如今，照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)師擁有了一個(gè)適合其復(fù)雜照明設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易且現(xiàn)有的LED驅(qū)動(dòng)器。