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中等尺寸LCD的LED背光驱动

作者:创盛安    点击:1352    时间:2010-2-23

  12英寸到17英寸的中型尺寸LCD主要应用于便携式DVD、笔记本电脑及车载导航仪等。其背光应用的LED驱动策略是在小尺寸液晶屏的LED背光驱动方案的基础上发展起来的,并且与目前的CCFL背光驱动在接口上尽可能相兼容,用户只需要将其背光源由CCFL灯管换成铝基的LED发光条,同时将高压复杂的交流驱动器换成低压简单的直流驱动器即可,其综合成本与传统的CCFL背光模块相比已经很接近了。

 与小尺寸LCD的LED背光相比较,在目前中型尺寸的LED背光方案中更多地只是增加了LED的数量,并将串、并联后的LED组作为一个整体负载来 考虑,通过控制流过这个LED组的总体电流来调节LCD屏的亮度。

  如图1所示的LD0驱动LED组是比较常用的驱动方案,它充分利用了CCFL驱动器所要求的12V直流输入电压,通过外置的采样电阻R1设定输出的 总电流值,LDO即可保持输出的总电流恒定,并且支持PWM调光。MAX16803可直接支持高达350mA的电流,外接BJT时,总电流可以高达2A。其系 列的MAX16804将PWM发生器也集成在了芯片内部,可直接支持模拟调光信号,进一步简化电路设计。LDO驱动LED组最大的优势在于电路非常简单 ,而且基本没有EMI的问题,比较适合和LED灯组做在一起并直接放置在LCD屏内。其主要的问题是效率比较低,因为输入电压和LED组所需要的 实际驱动电压之间的电压差都加在了MAX16803这个LDO上,当这个压差比较大时,不仅整体效率低,而且MAX16803的发热也比较多。由于LED组 内部并联的各LED串之间不存在均流机制,故只能依靠选择正向导通电压比较一致的LED来尽可能地减少各LED串之间电流分配不均的影响。




  图1 中等尺寸的LCD背光—LDO驱动LED组

  为提高整个LED组的驱动效率,用开关电源代替LD0是最直接的方法,如图2所示。相对于LDO的驱动,用开关电源最大的好处是提高了整体的驱 动效率。MAX16819的输入电压为4.5~28V,这使得LED背光模组既可以兼容原来CCFL的输入电压,也可以由电池或者适配器直接供电,减少了电 源变换环节,提高了系统的整体效率。此方案也直接支持PWM调光,跟LDO驱动LED组一样,即使采用开关电源驱动LED组,也无法从根本上解决 各LED串之间电流分配不均的影响。

  控制LED组的总电流不能实现各个LED串之间的电流平均分配,即使选择电气参数较为一致的LED(这意味着LED成本会有大幅上升),在相同的 驱动电压下,LED组中总导通电压高的LED串可能导通不充分。总导通电压低的可能过导通,流过超出其额定值的电流,其结果是各LED串发光不 太均匀,而且有的LED可能会提前损坏。为消除这种隐患,可结合开关电源与LDO各自的特点,使LED组的总供电由开关电源来实现,以提高系统 整体效率。即利用每一条支路中串联的LD0来检测通过此支路LED中的电流,LED组公用的总输出电压与各LED串实际正向导通电压之间的电压差由串联的LD0承担,从而使各LED串之间的电流相同。如图3所示,在每一个LED支路的回路中,MAX16807均内置了一个LDO,根据通过的LED电流,可自动调节输入端口的电压值,即每一串LED支路上的实际负载电压,以使每条支路的LED电流均与设定的值一致。系统还可以通过Pc控制每一支路上LED的开关及PWM调光的占空比。




  图2 中型尺寸的LCD背光一开关电源驱动LED组



  图3 中等尺寸的LCD背光一开关电源+LD0驱动8串LED

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