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LED背光光源技术
内容导读:

  在以LED">LED作为背光光源的小尺寸LCD产品中,侧面发光再加上光导板的发光模式已成为主要的背光光源系统,不过其光的利用率仅为50%,但因背光光源在面板侧面,所以背光模块的厚度可控制得与CCFL不相上下,整体系统的重量也相对高出许多。而在大尺寸的LCD背光光源中,为了增加光的利用率,采用直下型的背光模式,将使光的利用率提升至70%,但相对厚度也由29nm增加到50nm。

  在直下型背光光源中,LED">LED的排列方式对其混色效果与散热性的影响必须折中考虑,如图1所示。LED">LED的配置越紧密,RGB混色的效果也越佳,但LED">LED的散热性能将下降;若LED">LED排列得较为稀疏,就会降低RGB的混色效果,而LED">LED的散热性能提高。因此,如何设计出混色效果良好的LED">LED排列与容易实现的散热设计,是LED">LED排列设计中需折中考虑的问题。

图1  直下型背光光源中LED">LED的排列方式

1、  LED">LED背光照明系统

  LED">LED正成为中小型彩色显示器背光照明应用的主流器件。LED">LED的选择是决定显示子系统设计最佳性价比的关键因素。设计便携式LED">LED驱动电路时,一般考虑成本和性能因素。系统设计的一个约束条件是可用电池功率和电压,其他约束条件还包括功能特性,例如针对环境光线作出调整及建立LED">LED的架构。

  LED">LED可根据不同参数(包括正向电压及特定正向电流时的色度和亮度)进行筛分。如白光LED">LED的正向电压通常为3.5~4V,典型工作电流为 15~20mA。当多只LED">LED应用在一个背光照明设备中时,这些LED">LED通常都会进行匹配,以产生均匀的亮度。因此,LED">LED制造商所提供的经“差异筛选”或匹配的LED">LED,在某个特定电压范围内其VF或其他参数都是匹配的。这些VF的差异通常为3.5V~3.65V、3.65~3.8V,以及3.8~4.0V,最新的LED">LED产品的正向电压为3V。低VF值的LED">LED适用于小型显示器,至于较大的彩色显示器通常需要较高的亮度,一般采用中或高VF值的LED">LED。

  一般来说,LED">LED的VF值是系统设计的重要参数。因为由普通电池供电的便携式产品(如移动电话)使用单一的锂离子电池,其电压范围为2.7~4.2V。如果将系统对电池工作电压的要求设计为不低于3V,设计中就可以直接使用低至3V且未经稳压的电池电压来驱动LED">LED。

  将多只LED">LED连接在一起使用时,正向电压和电流均必须匹配,整个组件才能产生一致的亮度。实现恒定电流最简单的方法是将经过正向电压筛选的LED">LED串联起来。LED">LED经匹配的差异级别包括发光强度和色度,其中色度决定显示的颜色,大多与计所使用的半导体工艺有关。电气工作条件对色度的影响很小。对于发光强度而言,筛选工艺可测量在给定正向工作电流下的发光强度。

  目前,市场上已有能够驱动多只LED">LED的驱动集成电路,其功能包括电压提升以至驱动多只串联的LED">LED,以便与每列包含一只或多只LED">LED的阵列进行电流匹配。特定驱动集成电路可提供独立于LED">LED正向电压VF的精确电流匹配,采用LED">LED亮度控制功能,有助于提供更多功能和改善电源管理。

2、  白光LED">LED背光电源解决方案

  近来,随着无线通信产品的方案,彩我LCD显示屏逐步引入移动电话和PDA等产品中,白光LED">LED为这种应用提供了完美的背光方案。然而,由于单节锂离子电池的典型电压为 3.6V,最高电压为4.2V,而白光LED">LED在20mA电流时,其正向电压典型值为3.5V,最大值为4V,因此单节锂离子电池不能直接驱动白光LED">LED。因此,许多移动电话和PDA厂家一直在寻找经济、高效的白光LED">LED升压背光电源解决方案。{{分页}}

  图2描述了用DC/DC升压转换器MAX1848为三只白光LED">LED供电的方案。MAX1848采用恒流方式驱动2~3只白光LED">LED,适合于移动电话、PDA等便携式产品。该升压转换器包括一个高电压、低导通电阻的N沟道MOSFET开关,可以取得较高的转换效率,最大限度地延长电池的使用寿命。模拟电压双模式输入端为亮度调节及开关控制提供了简便的途径,该输入端也可以通过输入PWM波形、外加一个RC滤波器实现控制。1.2MHz的电流模式PWM控制技术使得控制器外部可以采用很小的输入、输出电容器和小型电感器,并将输入电压纹波降至最小。可编程软启动功能消除了启动期间的输入浪涌电流。MAX1848采用了节省体积的SOT-23封装或超小型UCSP封装。

图2  用MAX1848为三只白光LED">LED供电的方案

  在图2所示电路中,MAX1848外部需要一个小型电感、一个二极管、一个检流电阻和三个电容。该方案的总成本比MAX684电荷泵方案稍高,但它的转换效率却高得多。当驱动三只串联的白光LED">LED时,需要的输出功率为

  POUT=3.1

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来源:电子元器件网 作者: 时间:2008/1/10 0:00:00
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