應用新LED驅動技術減低LCD電視用電量
然而,第二種數字實施方法擁有獨特的優勢。除了不用輸出電容器,數字電路還讓設計人員自由定義反饋系統的啟動和衰減次數。選用含衰減潛伏期及衰減速度相對較慢的快速啟動時間,將能改善顯示器的表現。這種優勢尤見于需要迅速改變亮度的情況。快速啟動消除了屏幕從暗至全亮過程中可感知的亮度瑕疵。圖8中的模擬方案在短暫的暗框(dark frame)期間逐漸調暗LED的亮度輸出,結果在下一輪亮框(bright frame )之前造成顯眼的延遲。
這對電視觀眾來說是一種明顯的干擾,因為電影和其他視頻內容均是由一幀到另一幀的動態畫面構成。不過,數字調節電路卻能透過在衰變指令中插入成百上千毫秒的延遲來消除這些瑕疵。這意味著,當變亮過程被一系列短暫的變暗過程打斷,第二個變亮過程將從全亮開始。這是因為驅動器自動延遲了電壓的斜降。奧地利微電子旗下產品已提供了可實現衰減延遲的數字反饋算法。
另一個整合到LED驅動器IC的實用功能是快速串行外設接口(SPI) 。在直光式電視中,LED組成大量相對較短的串行電路,使面板上的細小部分也能夠實現調光以節約能源。在通常情況下,這種組合包含256條信道,以16x16矩陣排列,每個LED均由PWM獨立配置。可是,產生256個具備可變PWM寬度和延遲的PWM信號對最快的微控制器來說,都依然是極其巨大的處理任務。
因此,這些背光系統在LED驅動器IC中加入了局部PWM產生器。這就可以用簡單的SPI數據傳輸來設定亮度。在多驅動器IC架構中(例如由16個16通道IC構成的256通道架構) ,LED通道可以由菊鏈SPI信號方式進行配置,傳輸用于VSYNC框架至前一個框架的數據。
在這種組合下,通過SPI進行數據傳輸在400Hz 幀速率下可以達到20Mb/秒的速度,或50kb/幀。有了能夠彌補局部PWM發生器延時、高峰和時段的延遲功能,該傳輸速度足以實現各處的實際幀同步調光。因此,理想的局部調光效果能以最低的微控制器成本得以實現。
側光式系統的智能型調光
該局部調光技術僅適用于直光式照明系統,但側光式照明仍可有一定程度的智能式調光功能,特別是PWM調光功能可在白光LED色溫保持不變的情況下,調整亮度。在該方案中,側光照明所用的LED并非永久設定在特定的亮度值,而是可以憑借脈沖寬度的變化動態改變亮度。
另一種節省能源的技術是動態亮度調節(DLS) 。有了這種技術,LCD顯示器的白電平/亮度水平便可在特定場景中調高,從而減少背光LED的電源輸出。
此外,還可以使用環境光源傳感器來減少能耗。如果看電視時周遭環境較暗,背光燈亮度就可以減弱(見圖9) 。
圖9 采用智能型LED驅動器和智能型環境光源傳感器的節能方法
其實電視制造商也正在探索更先進的方法。比如,顯示器開始加入鏡頭,使消費者可以在電視上使用Skype之類的視頻電話功能。這些鏡頭也可以用來檢測是否有人在看電視,如果房間里根本沒有人在看電視,背光燈的亮度就可調校到最低水平。
還有,度身訂制的能源使用模式也將得以實現。雖然你可能愛在弱背光亮度的節能模式下看電視,但其他人或許更喜歡在全亮度下看電視。
總括而言,現有的先進LED驅動技術可透過提升效率達致節能。隨著日趨嚴格的法規不斷收緊對新電視最大能耗的限制,這將有助于電視制造商面對新挑戰。
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