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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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  然而,使用 PWM 调节时陶瓷输出电容的压电属性会带来问题。特别是,这种电容在可听范围 (20Hz–20kHz) PWM信号频率充电和放电时,它便会振动,人耳可听到电容和 PCB 运行,声音如同振铃或嗡嗡声。振动大小与电压振幅和陶瓷电容封装尺寸成正比例关系。缩小电容封装尺寸可减弱这种振铃。并联串 m 更多,而每个串的 LED 数量 n 更少,从而降低电容的电压,这样便可降低这种振铃的大小。另外,最新的带电流调节器的一些驱动器只需在 PWM 调节时关闭电流调节器和升压转换器,便可防止陶瓷输出电容在 PWM 调光期间完全放电。

  最初,为了避免陶瓷电容振铃,许多面板制造商都改用模拟调光,如图 4 所示。模拟调光实质上并未产生输出纹波,这是由于一个外部信号对图 1 中的升压转换器或图 2 所示调节点的电流调节进行调节,进而对流经 LED 的 DC 电流电平进行调节。与 PWM 调光方法相比,模拟调光方法的其他好处还包括两个:更高的电气效率,这是因为 ILED 压降时升压转换器输出电压=VLEDs 压降之和;以及更高的光电效率,这就是说相同电力消耗产生的流明更多。

  深度调光时,模拟调光方法存在一些电流精度的问题,这是因为误差信号放大器失调电压致使 VREF 电压或电流吸收器电压太小而无法精确地控制。另外,亮度线性和色度都不如使用 PWM 调光方法获得的效果好,特别是进行深度调光时。因此,最佳的解决方案是将 PWM 调光方法和模拟调光方法相结合,其被称为混合模式调光,如图 4 所示。


图 4 调光方法

  混合模式调光方法使用输入 PWM 信号来实施模拟调光,直到 LED 电流快要降至足以较大影响 LED 精度、线性和色度为止。在图 4 中,当 PWM 信号占空比 (D) 为 12.5% 时形成上述电流。该最小电流电平条件下,电路开始使用真正的 PWM 调光方法。然而,与在输入 PWM 信号占空比时开启和关闭电流吸收器的最大 LED 电流不一样,该电路将输入占空比转化为适当值,以用于模拟调光获得的最小 WLED 电流电平。


图 5 使用 TPS61195 的背光驱动器实例

  例如,TPS61195 能够驱动多达 m = 8 个串(并联),每组 n = 10+WLED(串联)。通过 SMBus 接口,TPS61195 还提供了灵活的调光选项,因此设计工程师可以根据系统要求使用纯 PWM 调光或模拟和 PWM 调光的混合模式来对 WLED 进行调节。

  结论

  专家们预计到 2011 年 WLED 将完全取代 MFF LCD 面板背光应用中的 CCFL。背光驱动器厂商们正不断改进背光驱动器,以满足面板制造商对于较小解决方案尺寸、最大效率和灵活调光方法的需求。例如,采用 4x4 QFN 封装的TPS61195 可驱动 8 个串(每个串由 12 个 WLED 组成,每个串的输入电压均高达 21V),同时提供了灵活的调光方法,可满足上述这些需求。

  作者简介

  Jeff Falin 现任 TI 高性能模拟便携式电源应用产品部工厂应用工程师,主要负责为主要应用于包括从手机到 LCD TV 等在内的消费类电子产品的线性调节器和高效开关电源 IC 提供客户应用支持。Jeff 毕业于田纳西大学 (University of Tennessee),获电子工程硕士学位,研究方向为 IC 设计。

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