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为便携式MFF显示器选择最佳的LED背光驱动器

上传人:Jeff Falin

上传时间: 2011-07-12

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  尽管大多数背光应用的输入电压都在 3.6V~48V DC 范围内,但是多数 MFF LCD 背光驱动器却使用 7.2V~21V 叠层锂离子 (Li-Ion) 电池来驱动 24~100 个LED。各种 MFF 面板尺寸的 WLED 数目不尽相同,12.1 英寸面板为 36 个 WLED,而 17 英寸面板则为 72 个 WLED。

  在一个使用图 1 所示配置的单个 WLED 串中对多达 72 个 LED 进行调节,会导致高达 72 x 4V = 288 V 的电压。因此,大多数 LED 背光驱动器均基于升压转换器内核。高压、单电感升压转换器较为昂贵,并且难以设计,这是因为它们要求:

  · 更高的额定电压,以及由此带来的更大、更昂贵的功率 FET,相应的额定二极管和输出电容

  · 一个具有 87.5%–96% 占空比(D=Vout/(Vout+Vin))的升压控制器,假设开关频率为 1MHz,则其可带来 875–960ns 的开启时间 (tON),以及较难控制的 40ns 最短关闭时间

  · 一个高成本、占用空间的绝缘层,以防止电弧击穿底板 (chassis)

  · 高压处理和测试程序

  · 更高的消费类电子产品安全等级

  · 由于更高的共模电流,它们还会产生更多电磁干扰 (EMI),计算方法为 ICM = CPAR*VOUT*fSW,其中,CPAR 为漏极到接地的寄生板电容,fSW 为升压转换器开关频率。

  转而采用反向拓扑结构而非基于电感的升压拓扑结构,您虽然可以使用一个标准、低成本的升压控制器 IC,但是用户定制设计的变压器会更加复杂。因此,为了维持 IC 和配套无源组件的低成本,集成 FET 的升压驱动器的厂商们宁愿将驱动器输出限定在 60V 以下。由此类升压转换器驱动的一个 LED 串可能会被限定在 20 个 LED 以下,这几乎无法驱动较大的 MFF 面板。因此,图 1 所示的转换器具有几个并联的 m 串,每个串都有 n 个 LED 和 10 Ohm 的稳流电阻器,以帮助均衡流经每一个串的电流和每个串两端的电压。流经 WLED 的电流和 WLED 两端的电压越接近,则每一个串的颜色和亮度就会越统一。

  对图 1 所示稳流电阻器进行大小排列以在各串之间进行理想的匹配是很困难的。一种较好的方法是将升压转换器和多个电流调节器(电流阱)结合,这样便可真正地将流经各串的相同电流导入一个单驱动器 IC 中(请参见图 2)。驱动器感应各个 VIFBx 引脚上的压降,并利用升压转换器来提供刚好足够的输出功率,以保持最低的 VIFBx 引脚电压 (VIFBmin) 高于其电流调节器的最大压降电压。


图 2 具有集成电流阱的升压转换器背光驱动器

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