應用新LED驅動技術減低LCD電視用電量

　　調節電流以滿足LED的特性要求

　　LED的制造流程會導致不同的LED在亮度和色溫上出現廣泛的變化。因此，為方便用戶，白光LED制造商會根據不同的顏色、亮度和正向電壓對產品進行分組，將表現近似的產品歸為一類。不過，制造商對亮度和色溫的規格說明僅在特定的標準操作條件下才有效。這表示LED電流必須設定為數據表中所列的額定電流，方能產生指定的標準亮度和色彩。

　　基于同一理由，調光和亮度控制也只能透過數字PWM控制信號，啟動（額定電流）或關斷（零電流）任意單個LED的電流來執行。在模擬調光中，LED會在特定額定電流以外操作，產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（這個例子中電流為20mA）

　　電流源特性

　　隨著LED需要完美調節的恒流電源，LED驅動器的首要作用是在啟動開關時將電流設置為額定值，而當關閉開關時則確保電流為0A。因此，對準確調節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）。

　　雖然電流源的設計有許多種，但電視背光的精準要求（電流調節精度誤差小于0.5%） 迫使系統采用精確的運算放大器來設定ILED電流，毋須理會ILED電壓。但在背光驅動器應用中，即使是在電流源的電壓變得非常低的時候仍要維持電流調節的準確性，使該任務變得難以實現。

　　然而，奧地利微電子公司特別設計的4代超精準電流源LED驅動器系列，包括AS369x、AS381x、AS382x和AS385x，卻可以滿足這種應用的嚴苛要求。這些器件還包含偏移補償運算放大器。電流源驅動器需要最低的漏極電壓（VDS（sat）），以確保飽和區域內電流源晶體管的準確性和正常操作。飽和區域的輸出電流主要受閘極源電壓控制。

　　若要使電流源的運作達到更高效率，VSET和VDS的壓降處于低水平是非常重要的。配備運算放大器的LED驅動器包括了內置偏移補償功能，這能將VSET維持在125至250mV的低水平。系統同時為高于VDS（sat）的VDS提供150mV的額外電壓差，將使電流源可達到共約400mV的壓降。由8個LED構成的串行電路（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驅動器沒有包含偏移補償功能，VSET值將會更高，引起電流源更高的能源耗損。

　　圖7 不同的電流源設計：精確的電流源必須使用高精度且含偏移補償功能的運算放大器

　　反饋調節優化功率

　　如上文所述，從LED驅動器到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動器和外部電容器（見圖8中左圖）來部署，也可以使用數字控制電路設定啟動/釋放次數，并借助數字—模擬轉換器（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