LED背光驱动技术迈入中大尺寸显示屏

上网时间: 2008年09月01日? 作者:吕成昌 市场总监 上海启攀微电子公司 王传芳 项目经理,上海启攀微电子公司? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:LED背光驱动? LED驱动? LED?

面对全球环境保护意识日益高涨,RoHS法规的越来越普及,全球各地液晶显示屏面板厂商积极地寻求冷阴极荧光灯(CCFL)的替代解决方案。过去数年,LED已得到广泛的应用,其中成长最快的应用领域是LCD的背光应用。数年间LED已在小尺寸显示屏的背光应用得到普及,并已取代了CCFL,而在中大尺寸的应用中,LED取代CCFL也正成为趋势。LED背光已开始迈入需要更高性能和更长工作时间的中大尺寸显示屏背光应用,如GPS、P-DVD、DPF、笔记本电脑以及E-PC等设备。

LED背光技术相对于CCFL有诸多的优点,比如更好的亮度均匀性、更鲜艳的色彩、更长的寿命、在屏幕轻薄程度以及耗电量上也有很大的优势。更重要的是,没有CCFL带来的环境污染问题。

LED是电流型器件,需要专用的驱动IC,它的亮度与流过的电流成正比。驱动IC控制LED的电流一般可以有两种方式,即恒压源和恒流源两种方式。前者无法准确控制LED亮度,后者,很好的避免了LED离散性的影响,可以精确地控制LED亮度。恒流源控制方式是目前LED DRIVER的主流。以下就市场上主要的恒流驱动方案做一些介绍。

1.线性恒流方式驱动
这种方法成本比较低,同时没有EMI的问题,但主要问题是电池电压下降到一定值(比如3.6V)以下,亮度会有明显的变化。

2.线性+电荷泵混合模式驱动
用电荷泵解决了在电池电压比较低的情况下,输出电流下降明显的问题,根据输入电压,芯片工作在线性、1.5X或2X模式。这种方式由于输入电压范围广、无需电感、体积小等优点,广泛用于手机等小型LCD屏幕。

3.DC-DC启动恒流驱动
跟电荷泵方式相比,DC-DC启动也可以得到比输入更高的电压,而且驱动能力更强,可以支持更多颗的LED,因此比较多的应用于中大尺寸的LCD模块中。

启攀微电子公司近期推出面向大中尺寸LED背光的新产品CP2122。该产品简介如下:

CP2122是一款特别为白光LED驱动而设计的升压型DC/DC转换器,采用高达1.4MHz的工作频率,允许采用小巧的外部电感和电容元件。LED采用串联的连接形式,这样保证流过每个LED的电流相同,从而可以获得一致的亮度。300mV的反馈电压使得在电流设定电阻上消耗的功率很小,尽可能的优化了在白光LED驱动应用时的效率。CP2122的开关管峰值电流可高达700mA,并且可承受高达34V的电压,可驱动一串9个LED,三串多达21个LED,使得CP2122非常适合于中大LCD屏的背光应用。采用SOT23-5L封装形式。

普通DC-DC转换器的反馈电压VFB一般为1.2V左右,这样电阻上的功耗就很大,严重影响了转换效率;而2122的VFB仅为300mV,相对传统方法,效率大为提高,延长了电池的使用时间。

由于是直接控制输出电流而不是电压,当负载电阻变大时,输出电压必须增大来维持恒定的电流。而一旦负载开路,输出电压会立即上升直到超出芯片最大允许电压,击穿芯片。传统的驱动芯片一般要求在输出端与LED并联放置一个齐纳二极管,来限制输出电压。2122在设计中考虑了负载开路保护的问题,在内部加入了一个过压保护(OVP),无需外加二极管保护。

同时,该芯片支持PWM调光,利用人眼的视觉暂停原理,以一定的频率和占空比来周期性的控制白光LED的导通电流在零电流到额定工作电流之间来回切换,从而调整亮度,这种调光方式与改变驱动电流大小的调光方式相比优点就是不会产生色移。在应用时,为了确保人眼看不到LED闪烁,PWM调光的频率一般要大于100Hz,2122可以支持0~100kHz的调光频率范围,这样大大方便了系统的设计。

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相关信息
  • LED是什么意思
  • LED是英文Light Emitting Diode的缩写,中文意思是发光二极管。LED是一种半导体固体发光器件,它是利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光。LED可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。

  • 什么是LED驱动?
  • LED是通过将电压加在LED的PN结两端,使PN结本身形成一个能级(实际上,是一系列的能级),然后电子在这个能级上跃变并产生光子来发光的。所以,LED需要加在PN结两端的电压来驱使其发光,即LED驱动。

  • 什么是LED背光驱动?
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