應(yīng)用新LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)減低LCD電視用電量

　　調(diào)節(jié)電流以滿足LED的特性要求

　　LED的制造流程會導(dǎo)致不同的LED在亮度和色溫上出現(xiàn)廣泛的變化。因此，為方便用戶，白光LED制造商會根據(jù)不同的顏色、亮度和正向電壓對產(chǎn)品進(jìn)行分組，將表現(xiàn)近似的產(chǎn)品歸為一類。不過，制造商對亮度和色溫的規(guī)格說明僅在特定的標(biāo)準(zhǔn)操作條件下才有效。這表示LED電流必須設(shè)定為數(shù)據(jù)表中所列的額定電流，方能產(chǎn)生指定的標(biāo)準(zhǔn)亮度和色彩。

　　基于同一理由，調(diào)光和亮度控制也只能透過數(shù)字PWM控制信號，啟動(dòng)（額定電流）或關(guān)斷（零電流）任意單個(gè)LED的電流來執(zhí)行。在模擬調(diào)光中，LED會在特定額定電流以外操作，產(chǎn)生無法接受的色溫改變以及LED之間不良的亮度匹配（如圖6）。

　　圖6 相同類別的LED在額定電流下可保證亮度一致（這個(gè)例子中電流為20mA）

　　電流源特性

　　隨著LED需要完美調(diào)節(jié)的恒流電源，LED驅(qū)動(dòng)器的首要作用是在啟動(dòng)開關(guān)時(shí)將電流設(shè)置為額定值，而當(dāng)關(guān)閉開關(guān)時(shí)則確保電流為0A。因此，對準(zhǔn)確調(diào)節(jié)電流輕足輕重的反饋回路電流便需要極其精確的電流源（見圖7）。

　　雖然電流源的設(shè)計(jì)有許多種，但電視背光的精準(zhǔn)要求（電流調(diào)節(jié)精度誤差小于0.5%） 迫使系統(tǒng)采用精確的運(yùn)算放大器來設(shè)定ILED電流，毋須理會ILED電壓。但在背光驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用中，即使是在電流源的電壓變得非常低的時(shí)候仍要維持電流調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性，使該任務(wù)變得難以實(shí)現(xiàn)。

　　然而，奧地利微電子公司特別設(shè)計(jì)的4代超精準(zhǔn)電流源LED驅(qū)動(dòng)器系列，包括AS369x、AS381x、AS382x和AS385x，卻可以滿足這種應(yīng)用的嚴(yán)苛要求。這些器件還包含偏移補(bǔ)償運(yùn)算放大器。電流源驅(qū)動(dòng)器需要最低的漏極電壓（VDS（sat）），以確保飽和區(qū)域內(nèi)電流源晶體管的準(zhǔn)確性和正常操作。飽和區(qū)域的輸出電流主要受閘極源電壓控制。

　　若要使電流源的運(yùn)作達(dá)到更高效率，VSET和VDS的壓降處于低水平是非常重要的。配備運(yùn)算放大器的LED驅(qū)動(dòng)器包括了內(nèi)置偏移補(bǔ)償功能，這能將VSET維持在125至250mV的低水平。系統(tǒng)同時(shí)為高于VDS（sat）的VDS提供150mV的額外電壓差，將使電流源可達(dá)到共約400mV的壓降。由8個(gè)LED構(gòu)成的串行電路（Vf = 8 x 3.2 = 25.6V），其ISINK的電流耗損約為1.5%。如果奧地利微電子的背光LED驅(qū)動(dòng)器沒有包含偏移補(bǔ)償功能，VSET值將會更高，引起電流源更高的能源耗損。

　　圖7 不同的電流源設(shè)計(jì)：精確的電流源必須使用高精度且含偏移補(bǔ)償功能的運(yùn)算放大器

　　反饋調(diào)節(jié)優(yōu)化功率

　　如上文所述，從LED驅(qū)動(dòng)器到SMPS的反饋回路使漏電壓處于所需的最低值。輸出電流源既可用簡單且明確的電流輸出驅(qū)動(dòng)器和外部電容器（見圖8中左圖）來部署，也可以使用數(shù)字控制電路設(shè)定啟動(dòng)/釋放次數(shù)，并借助數(shù)字—模擬轉(zhuǎn)換器（IDAC） 來控制電流輸出（見圖8中右圖）。

　　圖8 建立到SMPS反饋回路的兩種方法