ROHM最新LED背光燈用驅動器技術

前言>

LED光源已在眾多汽車應用中迅速普及。ROHM憑借高效的LED光源驅動技術，打造了用于尾燈、背光燈以及前照燈的LED驅動器等豐富的產品陣容。在此，將為您介紹用于背光燈的LED驅動器。

車載背光燈用LED驅動器的開發>

近年來，在車載用顯示器領域，為滿足有害物質限制要求，使用水銀的CCFL背光燈正在被LED背光燈迅速取代。另外，儀表盤、汽車導航、音響顯示、后座娛樂等各種車載用顯示器正朝多樣化、大型化方向發展。在這種趨勢下，對于增加LED燈數量以及高亮度、高調光率的要求日益高漲。ROHM為滿足LED燈數量增加的這種發展趨勢需求，將實現高耐壓的升降壓DC/DC轉換器、可多燈驅動小功率LED且實現了高調光率的電流驅動器電路內置于一枚芯片，擴充了LED驅動器產品陣容。

接下來介紹ROHM開發的背光燈用LED驅動器BD81A34EFV-M。

BD81A34EFV-M大致由DC/DC轉換器部、電流驅動器部、保護電路部三個功能塊組成(圖1)。

[圖1] BD81A34EFV-M的框圖

作為背光燈的驅動，首先是由DC/DC轉換器，生成一定的電壓。將DC/DC轉換器的輸出連接到面板的LED陽極側，由LED的陰極側向LED驅動器灌入恒定電流，使LED發光。為支持小功率的多燈LED驅動，LED的通道數(可連接的列數)設計為4。

通過控制DC/DC轉換器的開關占空比，使輸出達到高于LED陽極引腳的電平，其中包含了鏈接于電流驅動器的LED段數部分，也就是由LED產生的VF，通過LED驅動器的誤差放大器進行反饋控制，使連接于IC的LED陰極引腳(LED1~4引腳)為1.0V。通過上述控制，電流驅動器部即可保持LED電流恒定。作為面板的亮度調整之用，輸出的電流具有PWM-dimming(PWM調光)功能。LED電流的占空比可與外部的PWM信號輸入同步變化。不僅如此，BD81A34EFV-M還搭載LED開路與短路故障保護、LED接地故障保護、DC/DC轉換器輸出過流與過壓保護功能，完善的保護電路非常有助于提高面板的可靠性。

上面介紹了DC/DC轉換器電路、電流驅動器電路，接下來按順序介紹ROHM的車載LED驅動器的特點---防閃爍電路。

升降壓DC/DC轉換器>

面對車載特有的電池電壓波動和多樣化的LED燈數，以升壓方式和降壓方式很難進行LED的閃爍控制與平臺設計，要滿足市場所要求的高可靠性與縮短開發周期之間的平衡實屬不易。因此，為了不依賴電池電壓、可以始終穩定供給DC/DC轉換器輸出電壓，ROHM采用了一種稱為“REGSPIC結構”的獨有升降壓方式。下面介紹REGSPIC結構與一般的升降壓方式所用的SEPIC結構相比所具有兩個優點。

① 減少外置部件

圖2表示SEPIC與REGSPIC的電路構成。由圖2可見，REGSPIC結構中，面積占有率最高的線圈較少，可實現小型化和低成本化。另外，減少了電感，還可提高由線圈損耗部分相應的效率。

[圖2] SEPIC和REGSPIC的電路構成

② 實現高可靠性

圖2的SEPIC結構中，C1對于輸出電壓像電荷泵一樣工作，因此，Q1需要達到DC/DC轉換器輸出電壓

(VOUT)+電池電壓的耐壓水平。另一方面，REGSPIC結構中，由于耐壓達到DC/DC轉換器輸出電壓和電池電壓二者較高一方以上即可，因此，REGSPIC結構由低耐壓部件組成，更容易控制。

另外，Q2不僅用于升降壓控制，還可作為LED陽極和二極管等外置部件接地短路時切斷與電池間通路的開關使用，因此，發生異常時可保護外置部件，有助于實現更高可靠性。而SEPIC結構中，為切斷與電池間的通路，將Q3僅作為開關使用。

高調光率的電流驅動器>

為滿足車載面板向高亮度化方向發展的趨勢需求，ROHM已完成了高調光率LED驅動器BD81A34EFV-M的技術開發。下面針對面板的高亮度化為何需要更高的調光率進行說明。面板亮度雖然可以更高，但所要求的最低亮度水平幾乎不變。考慮到輸出在暗處等人眼不覺疲勞的低亮度的情況，如果最高亮度(調光率100%)低一些，即使低調光率也可輸出低亮度，但近年來，面板規格一般最高亮度都非常高，因此，低亮度輸出時需要具備高調光率。

BD81A34EFV-M為了實現高調光率，利用ROHM獨有的技術提高了電流驅動器輸出LED的響應性能。根據外部PWM輸入占空比對LED電流進行開關控制。此時，在PWM信號低電平時關斷電流驅動器電路，在高電平時導通電流驅動器電路，根據ON/OFF區間的時間比調整LED電流。輸入PWM與輸出電流完全同步并時序一致是理想的結果，只要能實現這一點，即可實現高亮度。而實際上，從輸入PWM信號到電流輸出會產生電路延遲，由于該延遲，使得無法生成該時間寬度以內的脈沖。