线性WLED驱动器在LCD背光中的应用-天博体育平台

本文摘要:提高能源效率是当今世界上最广泛的挑战之一。

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提高能源效率是当今世界上最广泛的挑战之一。由于新的能源标准变得更严格,消费者的意识大幅度提高,消费电子产业也大幅度向效率化发展。

推动创意企业开发更智能的电源管理技术以满足更高效的市场需求。其中,显示器背光是发展最慢的领域。无论是手机、MP3播放器、手机游戏机还是GPS系统,LCD屏幕背后的光源都使它们更丰富多彩。为这些屏幕供电就像许多工程难题一样,通过明确的应用构成了各种各样的解决方案。

在便携式显示器背光市场,改版的更智能的解决方案从根本上改变了LCD屏幕的灯光方式。本文讨论了当前市场上常用的解决方案,讨论了需要更易于使用、更少的外部组件、更低成本、更高效的替代方案。

降压WLED驱动器是手机市场上锂离子电池最常用的电力源。典型的锂离子电池充满电时的电压约为4.2V。

电池随着电流的消耗而不带静电,但约80%的电池寿命在3.9V到3.5V的范围内。必须对LED采取约3.3V的反向偏压才能闪烁。降压后的LED驱动器通过将低输出电压(来自锂离子电池)提高到高输入电压(LED两端),可以同时向多个LED供给电力。

高输入电压用于将串联连接的LED串反向偏置。降压驱动器可以根据需要通过支持的电压一次驱动多个LED。

例如,如果电源晶体管的额定电压为24V,降压LED驱动器可以对串联连接的6个LED进行反向偏置(6×3.3VLED20V )。图1示出了具有六个串联LED的典型降压LED驱动器。

图1 :具有六个LED的典型降压LED驱动电路。典型的降压LED驱动电路需要四个外部元件,一个输出电容器(CIN )、一个输入电容器(COUT )、一个电感器(l )和一个置位电阻(RSET )。

如图1右图所示,LED电流是用FB的一处电压除以电阻(RSET )得出的结论。降压LED驱动器基本上是改进的降压调节器,需要用低系统电压降低通过RSET电阻器的电力损失。

这种流形结构与降压调节器一样,用于电感器和内部功率晶体管将能量传输到输入端(OUT )。因此,轻负载时的效率低,也被降压调节器的缺点所继承,如电源噪声、有时压电效应引起的可听噪声问题(陶瓷电容器两端的高交变电压引起的噪声)等。

图2显示了典型的降压LED驱动器的效率曲线。图2 :典型的降压LED驱动器的效率。如图2的右图所示,驱动6个LED的典型降压LED驱动器具有约80%的峰值效率。

这个数值取决于所使用的电感器。小尺寸的电感器通常需要得到更高的效率,但需要更大的尺寸和更高的成本。

在LED电流低的情况下(调光中),由于开关损失,效率不会下降,所以大多是降压LED驱动器的缺点之一。低效率不会根据情况导致潜在的能源浪费,但同时也留下了改良的馀地。

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如果自由选择降压LED驱动器作为解决方案,并将许多时间用作低电流区域(超过20mA ),系统将不会效率低下。假设系统设计者大部分时间都用在降压LED驱动器上,其效率是大部分锂离子电池的寿命保持在80%,如图2右图所示。

虽然很难等效地应用自由选择所需的LED驱动器,但是如果不全面考虑所有的参数,就不会损害便携系统的宝贵电池寿命。电荷泵WLED驱动器现在市售的另一个LED驱动器是电荷泵LED驱动器。电路如图3右图所示。

图3 :典型的电荷泵LED驱动电荷泵LED驱动程序驱动并联连接的各LED。典型电荷泵需要五个外部元件,一个输出电容(C1 )、一个输入电容(C2 )、两个电荷泵电容(Cx,Cy )和一个设置电阻(RSET )。电荷泵比降压调节器高的一点是因为将大型的外部电感器置换成两个电荷泵电容器。

另一个优点是轻负载时的效率。由于轻负载时没有开关损失,电荷泵需要在各种阻抗范围内维持高效率。锂离子电池电压高时,电荷泵处于旁路模式。在该模式下,输出电压(VIN )通过电荷泵的内部晶体管连接到输入端子(OUT )。

当电池电压高于反向偏置LED所需的反向电压时,电荷泵被转录。并联连接串联连接的电容器(Cx和Cy )电池获得能量,可以将输入端子的电压降低50%。该电荷泵方式即使电池电压高于LED的反电压,也需要几乎偏置LED。但这是通过切换多个内部电源完成的,不希望的电源不会导致能量损失。

例如,电荷泵处于旁路模式,此时输出电压通过内部电源连接到输入端子。如果LED关闭,即使电荷泵不处于活动状态,电源也没有能量损失。

电荷泵工作时,由于电容器的电池和放电中以及电源上的能量损失,其效率会极大地降低。锂离子电池的寿命从3.9V到3.5V,因此在电池寿命完全消耗时引入电压是徒劳的。

电荷泵LED驱动器的固有问题是在旁路模式下持续浪费能量,在最终降压阶段效率下降。等效应用于中的一个解决方案的低效并不领导开发这种不缺少的另一个解决方案。

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