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LED驱动电路避免组件与系统损害上(图)

2008-03-21 作者:admin 来源:LED环球在线信息中心 浏览量: 网友评论: 0

摘要: 高亮度LED再跨入成为液晶面板背光光源之后,高亮度LED的话题性热度,瞬间被市场提升,高亮度LED也从传统担任显示的角色转变成为光源提供者,来取代传统的冷阴极管。

  高亮度LED再跨入成为液晶面板背光光源之后,高亮度LED的话题性热度,瞬间被市场提升,高亮度LED也从传统担任显示的角色转变成为光源提供者,来取代传统的冷阴极管。

  一般而言,绝大多数的中小尺寸面板,都是利用3~10颗的白光LED,采用串连的方式来作为背光光源,甚至于手机或PDA的键盘背光也多是利用LED作为辅助照明之用,再加上欧盟对于无汞化的要求,因此对于更新一代的LED的驱动芯片和技术,也就相当地被市场所期待。

  由于传统的冷阴极管是利用交流驱动,所以在整个的驱动线路较为复杂,并且需要INVERTER(反向器),将产品机构中所使用的直流电,转换成高压交流电来驱动,所以,在低耗电、电路简单化、演色要求下,在中小面板的部分,采用白光LED来作为背光源已经相当普及了,并且白光LED除了有体积小、高亮度的优点外,驱动电路也较冷阴极管简单。在多色LED电路驱动设计部分,大部分都是利用场序交互点灯的驱动方式,藉此得以形成所谓的「Field Sequence」。好处是,可以让多色LED与液晶面板的Sub-Pixel、彩色滤光片来达到同步,达到更广的色彩表现范围,不过就整体结构的部分,需要搭配多色LED重新设计,因为包括,导光板、色转换电路等等,传统的部分组件都需要重新开发,虽然原件的材料上没有太大不同,但是结构上却需要配合LED的点光源特性重新设计。

  由于传统的冷阴极管是利用交流驱动,所以在整个的驱动线路较为复杂,并且需要INVERTER,将产品机构中所使用的直流电,转换成高压交流电来驱动。(Dawoouv)

  依需求发展出多元化的驱动方式

  对于驱动白光LED来说,电路本身需要供给白光LED固定的电压或固定的电流,而当可携式产品开始运作后,就会产生电压下降的现象,因而需要升压组件来进行升压、稳压。大部分的电路设计多采用电容来维持稳压,这是考虑到避免升压零件工作时,对于射频带来一些影响,所以,就整体的电路来说,稳压设计是相当重要的设计,来提供白光LED驱动所需要稳定电压电流,而就对于白光LED驱动的部分,在本身的电路设计上,也发展出多元化的驱动方式,保护相关组件以及提供所需的亮度。

  因为LED的特性是利用电流来驱动的特性,所以LED的亮度表现与顺向电流有等比的依存关系,所以对于LED亮度的调整就必须有效的控制顺向电流变化,目前可以利用调整电流检测电阻,以及整流电阻来达到控制顺向电流。

  采用整流电阻的目的是确保顺向电流都能够流向LED芯片,不过这样的做法会因为顺向电压的改变,影响顺向电流的强弱,会造成顺向电压的改变有很多因素,例如温度等等,这些都会使得LED亮度受到影响,产生功耗的浪费以及缩短电池的寿命。

  LED的特性是利用电流来驱动的特性,所以LED的亮度表现与顺向电流有等比的依存关系。

  然而采用整电流检测电阻来确保顺向电流变化的做法,相较之下是比较好的,因为使用电流检测电阻可以确保流向LED的顺向电流,也因此可以消除顺向电压变化所带来的影响,如果期望改变LED顺向电流的话,只需调整电流检测电阻即可,不需要对整个输入电源进行改变。另一个好处是,如果驱动多个LED时,只需要将多个LED进行串联,因为电流检测电阻的作用关系,因此也可以确保流入每个LED的电流都是固定的,但是这样的做法对于并联的LED,并不适当,因为必须在每个并联的LED中安置一个电流检测电阻,当然缺点就是成本会因此而增加,并且效率也会大打折扣,当然也会影响电池的使用寿命。

  所以事实上,设计完善的LED驱动电路,不仅仅是确保LED的亮度能够维持,更重要的是能够保护电池的使用寿命,来增加可携式产品在无来电源情况下的使用时间。另外还有一点是相当重要的,因为一般都是利用输出功率除以输入功率,来判定电源效率,但是对于LED驱动而言,在期望获得亮度的情况下来定义输入功率,所以并不能采用输出功率除以输入功率的方式,而是必须将LED功率除以输入功率,所得到的结果才是正确的效率测量。

  LED的特性是利用电流来驱动的特性,所以LED的亮度表现与顺向电流有等比的依存关系。

  利用传统模拟与PWM方式进行调光

  大多数的可携式产品,对于面板的背光都设计有调光功能,也就是说,在有无交流供电、待机模式等等的情况下,都会对背光的亮度进行调整,来减少耗电,延长电池的使用时间,目前有PWM或者模拟(电压调整法)等两种的方式来对白光LED进行电流的控制与驱动,达到点灭控制、多段式亮度等等。

  模拟的电压调整方法,就是单纯的改变输入电流,也就是说,所改变的输入电流比例也就直接地影响白光LED的明暗,这样的方式如果对于电流量的操控不够精准的话,些许的电压变化会造成输入电流产生变动,而使得白光LED难以达到所预期的亮度,但是如果要能够精确的让白光LED产生期望亮度的话,那么就需要相当复杂的电路设计,此外因为过大的电流,这会使得设计困难度与成本都大幅度的增加,此外还会对白光LED的波长产生影响,出现LED颜色偏移,一般而言使用,模拟电压调整方式的情况不大多见,所以目前大多是利用PWM的方式来进行调光。

  PWM是利用改变白光LED的Duty Cycle,改变周期百分比、频率来进行控制亮度,因此利用PWM调光可以达到相当精细的调整,不过,采用PWM方式的话,必须将工作频率提高到100Hz,因为如果低于100Hz的话,就会被眼睛察觉出PWM的脉冲现象,因此电源启动与响应时间是关键的条件。

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