LED作為L(zhǎng)CD的背光源并不是什么新生事物，其驅(qū)動(dòng)技術(shù)也已非常成熟。但是，從小尺寸的便攜式應(yīng)用拓展到大尺寸的液晶電視，新的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ED驅(qū)動(dòng)電路也提出了更為苛刻的要求。同時(shí)，由于液晶電視背光LED也面臨著不同模式的選擇，因此對(duì)于驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)也要比較各種方案的優(yōu)劣。

大尺寸背光提出新要求

●液晶電視對(duì)背光LED驅(qū)動(dòng)電路要求更嚴(yán)

●RGB背光驅(qū)動(dòng)研發(fā)應(yīng)注重控制系統(tǒng)

隨著LED價(jià)格的下降和綠色能源概念的深入人心，以LED為背光源的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)由手機(jī)等便攜式產(chǎn)品迅速拓展到筆記本電腦、臺(tái)式電腦監(jiān)視器和液晶電視等中、大尺寸顯示領(lǐng)域。傳統(tǒng)中、大尺寸液晶顯示器使用的CCFL（冷陰極燈管）背光面臨著LED咄咄逼人的攻勢(shì)。“LED背光照明與傳統(tǒng)CCFL照明源的區(qū)別在于，前者具有更好圖像質(zhì)量、更纖薄設(shè)計(jì)、低功耗以及環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，而這些正是LED照明方案快速獲得采納并取代CCFL照明方案的原因所在。”飛兆半導(dǎo)體PCIA照明部總監(jiān)李在鵬說。AnalogicTech公司首席執(zhí)行官RichardWilliams也表示：“使用LED背光將比CCFL背光節(jié)能約30%。采用CCFL不僅能耗較高，而且使用汞元素會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。目前，越來越多的液晶電視采用LED作為背光源。”

然而，大尺寸LCD對(duì)背光LED驅(qū)動(dòng)電路的要求更為嚴(yán)格。杭州茂力半導(dǎo)體技術(shù)有限公司暨M(jìn)PS杭州研發(fā)中心總經(jīng)理任遠(yuǎn)程表示：“隨著面板尺寸的增大，LED背光的功率也迅速增大，對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電路也提出了新的要求。驅(qū)動(dòng)電路要能將12V或24V電壓變換成更高的電壓以驅(qū)動(dòng)更多串聯(lián)的LED；對(duì)每一串LED之間的電流要能實(shí)現(xiàn)高精度的均流以保證背光的均勻；轉(zhuǎn)換效率要更高，從而降低在有限的空間內(nèi)產(chǎn)生的熱量；要實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的開路和短路保護(hù)。”

“LED背光從便攜式應(yīng)用領(lǐng)域轉(zhuǎn)向液晶電視應(yīng)用領(lǐng)域，變化非常大。”杭州士蘭微電子股份有限公司電源及功率驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品線總經(jīng)理吳建興表示，“屏幕尺寸的變化導(dǎo)致背光功率的變化，從手機(jī)的幾百毫瓦提升到液晶電視幾十瓦甚至是幾百瓦。另外就是供電電源的變化，手機(jī)采用鋰電池供電，典型值在 3.7V～4.2V；而在液晶電視應(yīng)用中，供電端是由AC-DC產(chǎn)生的12V或24供電系統(tǒng)。所以液晶電視背光與手機(jī)背光完全是兩個(gè)不同的產(chǎn)品平臺(tái)，在可靠性、效率、電流匹配、調(diào)光比等多個(gè)方面都對(duì)液晶電視背光LED驅(qū)動(dòng)有了全新的要求。”

● 邊緣式與點(diǎn)陣式背光LED各有優(yōu)勢(shì)

● 兩級(jí)驅(qū)動(dòng)方案更受青睞

液晶電視的LED背光方案也有兩種形式，即邊緣式和點(diǎn)陣式(直接式)。Richard Williams表示：“邊緣式的LED背光方案，其實(shí)就是在LCD的邊緣即以前布置CCFL的地方安裝若干LED，形成若干LED‘光帶’；而點(diǎn)陣式則是將LED以點(diǎn)陣的形式布置在LCD顯示屏的下方。”“采用點(diǎn)陣式LED背光方案，LED電流吸收器的智能控制為基于影像內(nèi)容的個(gè)別部分提供了精準(zhǔn)的亮度，并可為觀看者提供更純正的黑色，同時(shí)改善對(duì)比度，從而獲得更好、更自然的觀看效果。此外，其動(dòng)態(tài)LED背光還能滿足大型平板電視日益嚴(yán)格的能耗標(biāo)準(zhǔn)。”Richard Williams說。“邊緣式有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜的優(yōu)勢(shì)；而點(diǎn)陣式有圖像質(zhì)量好，對(duì)比度高的特點(diǎn)，但是驅(qū)動(dòng)線路相對(duì)復(fù)雜，需要有數(shù)字接口和圖像解碼芯片進(jìn)行通信。”任遠(yuǎn)程說，“邊緣式背光的三級(jí)驅(qū)動(dòng)電路已經(jīng)成熟，目前業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)是如何降低成本和提高效率。MPS提出了‘驅(qū)動(dòng)能量部分處理’的設(shè)計(jì)概念，通過這樣的設(shè)計(jì)，約80%的能量?jī)H僅處理了兩次就接到了LED上，而只有約20%的能量被處理了3次；驅(qū)動(dòng)器的效率達(dá)到了97%以上，較三級(jí)架構(gòu)提高了5%～6%；同時(shí)，因?yàn)榭梢圆捎玫蛪浩骷?，成本也降低了很多。如果邊緣式架?gòu)中的LED串?dāng)?shù)由現(xiàn)在的4串減少到1串，那么兩級(jí)驅(qū)動(dòng)線路在成本和驅(qū)動(dòng)效率上將更有吸引力。”

吳建興也比較了邊緣式與點(diǎn)陣式背光LED方案的優(yōu)劣。“邊緣式背光優(yōu)點(diǎn)是成本低，耗電少;其缺點(diǎn)是背光的均勻度不夠，背光色域與CCFL背光接近。點(diǎn)陣式的優(yōu)點(diǎn)是背光均勻，色域?qū)拸V，可以進(jìn)行區(qū)域性調(diào)光。缺點(diǎn)是成本較高，耗電較大，機(jī)型不能做成超薄。”吳建興說，“邊緣式背光方案主要由驅(qū)動(dòng)電路獨(dú)立構(gòu)成，規(guī)格相對(duì)簡(jiǎn)單，在設(shè)計(jì)中關(guān)注的重點(diǎn)是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(升壓/降壓)、單路或多路輸出(確定LED串并方式)、調(diào)光方式、輸出功率等。直接式背光應(yīng)該是一個(gè)系統(tǒng)，由控制部分與驅(qū)動(dòng)部分組成，如控制部分要考慮區(qū)域調(diào)光邊緣處理及智能背光等功能的問題，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)比較復(fù)雜；僅對(duì)驅(qū)動(dòng)電路而言，除了增加控制部分接口外，在恒流匹配性及調(diào)光比上要求會(huì)更高。”