小尺寸LCD液晶屏背光驅(qū)動(dòng)電路布局(一)

文章出處：未知人氣：發(fā)表時(shí)間：2021-08-24

近年來(lái)，小尺寸彩色LCD液晶屏使用的產(chǎn)品范圍越來(lái)越廣泛。彩色液晶屏一度被視為一種豪華配置，但現(xiàn)在，即使在入門(mén)級(jí)，彩色屏幕也已成為一種標(biāo)準(zhǔn)配置。幸運(yùn)的是，顯示行業(yè)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模（全球移動(dòng)電話(huà)年出貨量接近10億臺(tái)）降低了LCD彩色屏幕的成本，并使其對(duì)其他產(chǎn)品的集成具有吸引力，如便攜式醫(yī)療設(shè)備、通用娛樂(lè)遙控器、數(shù)字相框/圖像查看器，教育玩具，或具有WiFi功能的最新VoIP無(wú)繩電話(huà)。

　　彩色LCD顯示屏需要背光源，以便用戶(hù)可以在任何照明環(huán)境下正常觀看。背光子系統(tǒng)包括高亮度白光發(fā)光二極管（LED）陣列、漫射光的漫射器和背光驅(qū)動(dòng)器，用于將可用電能穩(wěn)定為恒定電流以驅(qū)動(dòng)LED。1到1.5英寸的顯示屏可能包含2到4個(gè)LED，而3.5英寸的顯示屏可能很容易包含6到10個(gè)LED。對(duì)于LED而言，光輸出與電流成正比，并且由于LED具有非常陡峭的電流-電壓（I-V）曲線(xiàn)，因此流經(jīng)LED的電流緊密匹配非常重要，以確保平衡背光，因?yàn)長(zhǎng)ED通常分布在LCD顯示屏的一側(cè)。此外，還需要軟件控制，以允許用戶(hù)調(diào)整亮度并補(bǔ)償周?chē)恼彰鳝h(huán)境。根據(jù)流過(guò)LED的電流，LED的色點(diǎn)可能會(huì)漂移。因此，通常將LED電流設(shè)置為固定值，并對(duì)LED進(jìn)行脈寬調(diào)制以降低平均光輸出。在手持產(chǎn)品設(shè)計(jì)中集成小型彩色LCD顯示屏然后實(shí)現(xiàn)成本、性能和電池壽命的適當(dāng)平衡，需要考慮一系列因素。

電池供電的產(chǎn)品需要優(yōu)化的LED驅(qū)動(dòng)電路架構(gòu)，以解決許多同時(shí)存在的挑戰(zhàn)，如空間限制、對(duì)能源效率的需求以及電池電壓的變化——無(wú)論是高于還是低于LED的正向電壓。有兩種常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即具有并聯(lián)LED配置的電荷泵結(jié)構(gòu)/恒流源結(jié)構(gòu)和具有串聯(lián)LED配置的電感升壓結(jié)構(gòu)。兩種方案都有需要考慮的折衷因素。例如，boost架構(gòu)可以確保流經(jīng)所有LED的電流相同，但需要使用電感器進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，而電荷泵架構(gòu)使用小電容進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，但所有LED的并聯(lián)排列過(guò)于緊密，因此，電流匹配成為平衡背光面臨的棘手問(wèn)題。

設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)

1.液晶顯示器使用壽命

當(dāng)選擇白色LED驅(qū)動(dòng)器時(shí)，需要考慮顯示器的使用頻率。如果顯示屏長(zhǎng)時(shí)間處于背光狀態(tài)，則高效轉(zhuǎn)換器對(duì)于電池壽命非常重要。更大的顯示器需要更多的LED，而更長(zhǎng)顯示器的應(yīng)用將受益于更節(jié)能的升壓拓?fù)?。相反，如果顯示器僅用于短期背光，則效率可能不是關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)。

2.LED背光選擇

LED技術(shù)持續(xù)快速改進(jìn)。制造商們正在使用新材料、制造技術(shù)和led設(shè)計(jì)，以在同樣大小的電流下釋放更大的光輸出。這樣，幾年前需要四個(gè)LED作為背光的顯示屏現(xiàn)在可以使用兩個(gè)LED來(lái)實(shí)現(xiàn)相同的背光亮度。此外，過(guò)去使用冷陰極熒光燈（CCFL）進(jìn)行背光照明的4-7英寸大型顯示器現(xiàn)在正轉(zhuǎn)向LED背光。此外，LED的正向電壓趨于較低。因此，不僅需要考慮驅(qū)動(dòng)器制造商數(shù)據(jù)表曲線(xiàn)上的驅(qū)動(dòng)器效率，還需要基于使用所選led的驅(qū)動(dòng)器*估計(jì)。表1列出了幾種LED的一些重要規(guī)格，顯示了這些LED的正向電壓和發(fā)光亮度的差異。需要注意的是，正向電壓范圍變化很大，這意味著應(yīng)該使用LED規(guī)格的極限值來(lái)估計(jì)驅(qū)動(dòng)器的效率。

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