應用新LED驅(qū)動技術減低LCD電視用電量

　　圖2 單串聯(lián)單DC-DC轉(zhuǎn)換器背光燈系統(tǒng)架構(gòu)

　　通常采用的設計方法是在ILED 源與SMPS之間使用反饋回路，以調(diào)節(jié)SMPS的輸出電壓。這種反饋回路必須容許兩個LED之間的正向電壓（Vf）可以改變。白光LED的典型Vf約為3.2V，但每個LED的Vf 可以有多達±200mV的落差。因此，以一串有10個LED的燈串來說，VLE的總電壓介乎30V至34V。DC-DC轉(zhuǎn)換器所需的電壓為：VDC-DC = VLED + VSINK；VLED = n*Vf（LED）。其中，VSINK的電壓為0.5V，所以ILED源必須將VDC-DC穩(wěn)定在30.5V至34.5V之間，視乎實際的LED正向電壓。

　　多串行電路和多DC-DC轉(zhuǎn)換器

　　通常采用單串聯(lián)LED燈組并不足夠，因為隨著串聯(lián)的LED數(shù)量增加，所需的輸出電壓也會增加。當設計超過一定的VOUT/VIN電壓比率，SMPS的效率就會急劇下降。LED背光燈設計人員因此需要使用多個串行電路，從而避免SMPS的輸出電壓過高。

　　最簡單的方法便是在每個串聯(lián)燈組復制單串聯(lián)單DC-DC轉(zhuǎn)換器拓撲（見圖3）。這樣做可以提高效率，因為每個串行電路的電壓是分開調(diào)節(jié)的。然而，每個串行電路都需要本身的DC-DC控制器、MOSFET、線圈、二極管和輸出電容，使高昂的成本成了這種設計的缺點。為了節(jié)省所需的物料成本，設計人員可以減少LED的通道數(shù)量，改為使用長串聯(lián)設計把多個LED放在一起。但是，這就會影響系統(tǒng)的局部調(diào)光功能，而這卻是另一個重要的節(jié)能技術所在。因此，反復權(quán)衡，這種拓撲結(jié)構(gòu)不見特別有吸引力。

　　圖3 每個LED串行電路都包含獨立DC-DC轉(zhuǎn)換器的設計非常昂貴

　　采用單DC-DC轉(zhuǎn)換器的多串行電路

　　為了減少物料清單的成本，一種更徹底的方法是采用單DC-DC轉(zhuǎn)換器的多串行電路拓撲（見圖4）。該方法的缺點是SMPS電壓必須調(diào)節(jié)到略高于包含最高正向電壓的串聯(lián)LED電壓，換言之，工作電壓將會高于包含最低正向電壓的串聯(lián)LED額定電壓。這意味著ILED 源電流必須耗散燈串這些多余的電量，結(jié)果產(chǎn)生了必須從電路板中去除的熱量，也導致了功率效率的降低。

　　圖4 采用單個DC-DC轉(zhuǎn)換器服務多個LED串行電路，使SMPS電壓未被充分利用

多串行電路混合架構(gòu)

　　該架構(gòu)提供效率和物料成本之間的最佳平衡。它結(jié)合了上文提到的多串行電路和多DC-DC轉(zhuǎn)換器兩者的架構(gòu)元素。這種混合架構(gòu)（如圖5）利用多個DC-DC轉(zhuǎn)換器為多個LED串行電路組合提供電壓。

　　圖5 混合架構(gòu)使物料成本及效率達致更佳平衡