面向汽車和HDTV應(yīng)用的最佳LED驅(qū)動器解決方案

與此相反，當(dāng)采用HB LED背光源時，一個能夠以背面照明“LED串”來進(jìn)行局部調(diào)光或關(guān)斷操作的LED陣列 (對于46英寸顯示器而言，LED的數(shù)目多達(dá)1600個) 提供了幾乎比CCFL設(shè)計高出一個數(shù)量級的對比度比 (>4000cd/m2)。此外，通過調(diào)節(jié)背面照明LED串的亮度，還可以復(fù)制更多的中間色調(diào)，從而使得圖像更加生動逼真。

能夠在局部位置將LED完全關(guān)斷的另一個好處是可以減少運(yùn)動模糊。通過在幀與幀之間將LED完全關(guān)斷，由快速運(yùn)動物體所引起的圖像模糊實際上將被消除。在解決CCFL背面照明LCD TV所常見的這種快速運(yùn)動模糊問題的過程中，LED的快速響應(yīng)速率是至關(guān)重要的。

要想使LED背面照明HDTV成為可行方案，關(guān)鍵因素之一便是LED驅(qū)動器IC。由于每塊顯示屏包含如此之多的LED，因此LED驅(qū)動器電路必須具有非常高的效率，否則顯示器將產(chǎn)生嚴(yán)重的熱問題，并需要采用體積龐大的散熱器，這與消費(fèi)者期盼平板HDTV外形更平、重量更輕的愿望是背道而馳的。此外，這些驅(qū)動器IC還必須能夠提供非常寬的調(diào)光比 (高達(dá)5000:1)，以實現(xiàn)所需的寬對比度比。最后，整個LED驅(qū)動器解決方案必須非常緊湊，以造就大多數(shù)HDTV消費(fèi)者所要求非常扁薄的款式。

凌力爾特的LT3595降壓模式LED驅(qū)動器具有16個單獨(dú)的通道，每個通道能夠從高達(dá)45V的輸入來驅(qū)動由多達(dá)10個50mA LED所組成的LED串。每個通道可被用來驅(qū)動一串 (10個) LED，以提供局部調(diào)光。每個LT3595能驅(qū)動多達(dá)160個50mA白光LED。一臺46英寸LCD TV將需要大約10個LT3595 (依據(jù)HDTV標(biāo)準(zhǔn))。其16個通道均可進(jìn)行獨(dú)立控制，并且具有一個單獨(dú)的PWM輸入，該輸入能夠提供高達(dá)5000:1的PWM調(diào)光比。

每個通道僅需要一個片式電感器和一個甚至更加小巧的陶瓷輸出電容器。其他的必需元件僅為單個輸入電容器和用于確定電流的設(shè)定電阻器 (圖5)。具箝位二極管、電源開關(guān)以及具補(bǔ)償功能的控制邏輯電路所有16個通道均被整合在LT3595較小的56引腳、5mm x 9mm QFN封裝之中。

圖5：一個用于從45V輸入來驅(qū)動160個白光LED的16通道LED驅(qū)動器。PWM調(diào)光比為5000:1。

LT3595擁有92%的峰值效率 (在2MHz開關(guān)頻率條件下)，因而免除了增設(shè)外部散熱裝置的需要。

圖6：圖5所示的160-LED驅(qū)動器的效率高于92%。

LT3595的PWM調(diào)光能力高達(dá)5000:1。圖7示出了5000:1 PWM調(diào)光波形和一個外觀非常方的LED電流波形。即使在接通時間僅為2μs的情況下，一個20mA LED電流仍然與100Hz PWM信號同步地接通和關(guān)斷。降低PWM頻率可以實現(xiàn)較高的PWM調(diào)光比，但100Hz頻率能夠確保不出現(xiàn)可見閃爍。

圖7：圖5所示電路的5000:1 PWM調(diào)光波形

所有16個通道的滿LED亮度均利用單個外部電阻器來設(shè)定。每個通道具有相同的編程LED電流 ─― 設(shè)定在10mA至50mA之間。各通道之間的LED電流準(zhǔn)確度在8%以內(nèi)。True Color PWM調(diào)光采用了一個減小的占空比，旨在提供準(zhǔn)確的調(diào)光，而不使發(fā)射光的彩色發(fā)生任何偏移。固定頻率、電流模式控制方案在一個很寬輸入和輸出電壓以及電流范圍內(nèi)提供了穩(wěn)定的操作。對流過用于每個通道的內(nèi)部檢測電阻器和內(nèi)部開關(guān)的LED電流的直接控制，以及用于每個通道的控制電路提供了適合LED驅(qū)動的卓越恒定電流源調(diào)節(jié)性能。內(nèi)部100mA電源開關(guān)和56引腳QFN封裝的裸露散熱襯墊提供了足以處理16個通道的功耗和發(fā)熱量 (在50mA電流條件下) 的電源管理和熱管理。

結(jié)論

由于LED照明應(yīng)用在汽車和LCD HDTV中的普及速度空前提高，因此對高電流LED應(yīng)用中的LED驅(qū)動器IC產(chǎn)生了許多非常特殊的性能要求。在汽車里，這些應(yīng)用多種多樣，從車前燈到內(nèi)部照明等不一而足。在HDTV中，LED提供了一種精細(xì)得多的局部調(diào)光法，從而極大地改善了圖像質(zhì)量。此外，在汽車和HDTV市場以外的眾多商業(yè)和工業(yè)環(huán)境中，LED的應(yīng)用也非常普遍，它們同樣具有大多數(shù)這些高性能要求。這些LED驅(qū)動器還必須能夠提供恒定的電流 (以保持均勻的亮度，而不受輸入電壓或LED正向電壓變化的影響)、必須實現(xiàn)高工作效率，并提供寬調(diào)光比。另外，這些應(yīng)用還需要占板面積非常緊湊、且散熱效率很高的解決方案。面對汽車、HDTV以及眾多其他LED設(shè)計要求，凌力爾特公司迎難而上，開發(fā)出了一個高電流LED驅(qū)動器產(chǎn)品系列。如今，照明系統(tǒng)設(shè)計師擁有了一個適合其復(fù)雜照明設(shè)計的簡易且現(xiàn)有的LED驅(qū)動器。