Local Dimming LED TV 背光驅動整體方案

目前，液晶電視的使用越來越廣泛，在人們的日常生活中占據(jù)越來越重要的位置，而其消耗的能量也越來越引起人們的關注。因此，各個電視、液晶廠商都投入極大的物力、人力、財力加大研發(fā)力量去降低功耗，從技術發(fā)展趨勢上來說，如何降低背光的功耗最受到關注。因為背光源是最大的能量消耗者，降低了背光的功耗，也就大大降低了整機的功耗。這其中的技術包括改善背光源的驅動電路，改善LED的發(fā)光效率，開發(fā)新的LED種類，目前，Local Dimming是這些技術中最易于實現(xiàn)，效果最明顯的一項技術。尤其是直下式LED背光搭配Local Dimming技術，可大幅度降低電量、提高顯示畫面對比值、灰階數(shù)、及減少殘影等。

1. Local Dimming BLU概述

Local Dimming即局部背光調(diào)節(jié)的意思，利用數(shù)百個LED組成的背光代替CCFL背光燈，背光LED可根據(jù)圖像的明暗進行調(diào)節(jié)，顯示幕圖像中高亮的部分的亮度可以達到最大，而同時黑暗的部分可以降低亮度，甚至關閉，以達到最佳的對比度。這樣，暗區(qū)亮度的降低就降低了背光的功耗。Local Dimming廣義而言，大致可分為三大類，分別為0D、1D、2D dimming,其中，2D dimming能將local dimming的技術發(fā)揮到最佳效果。從下圖可看出local dimming和非local dimming在能耗上和對比度上的差別。

2. 系統(tǒng)結構框圖

基于MCU的loacl dimming方案由三個部分組成，分別是FPGA或SOC,MCU和LED Driver IC,SOC采集圖像信號并通過SPI接口發(fā)送資料給MCU,MCU進行資料處理后再通過SPI控制1個或多個LED Driver.

3. SAC Demo Board的結構框圖

SAC的方案是將DC-DC部分，MCU和LED Driver置于同一套板上，DC-DC可根據(jù)燈串電壓的不同要求進行升壓或降壓，MCU采用Cortex M0 32位高性價比MCU,LED Driver采用AMS的AS3695C,DC-DC為24升壓到50V,具體要升到多高的電壓根據(jù)所接LED的總電壓，因為AS3695C可驅動16路通道，有兩路回饋，因此每8路通道為一個回饋，需要兩組DC-DC電路。

方案框圖：

方案BOM表（每16通道）

4. 各主要元器件特點

AS3695C特點：

●可驅動16通道的LED

●輸出電壓30V,外置MOSFET,驅動電流由MOSFET決定

●電流精度高達+/-0.5%

●集成SPI接口

●具有開短路、過溫檢測和保護動作

Cortex M0 單片機特點：

●Cortex-M0內(nèi)核，高達50MHz的主頻，高達40個I/O口

●2-8K SRAM,32K Flash

●2 SPI,最高速率可達25MHz

●極低的功耗，更快的處理速度，僅相當于8位元MCU的價格

MAP5201

●專門為LED TV 背光驅動而設計

●寬電壓輸入范圍，最高至36V

●支援升壓（Boost）和降壓（Buck）兩種拓撲結構

●內(nèi)部集成1A MOSFET驅動電路

●開關頻率可程式設計，最大500Khz

●輸出短路保護電路

●獨立控制的雙路DC-DC輸出。

MDD1903

●N溝道MOSFET

●耐壓100V

●ID =11A @VGS =10V

●RDS（ON） 120mΩ @VGS = 10V