LED作為LCD的背光源并不是什么新生事物，其驅動技術也已非常成熟。但是，從小尺寸的便攜式應用拓展到大尺寸的液晶電視，新的應用領域對LED驅動電路也提出了更為苛刻的要求。同時，由于液晶電視背光LED也面臨著不同模式的選擇，因此對于驅動電路設計也要比較各種方案的優(yōu)劣。

大尺寸背光提出新要求

●液晶電視對背光LED驅動電路要求更嚴

●RGB背光驅動研發(fā)應注重控制系統(tǒng)

隨著LED價格的下降和綠色能源概念的深入人心，以LED為背光源的應用領域已經(jīng)由手機等便攜式產(chǎn)品迅速拓展到筆記本電腦、臺式電腦監(jiān)視器和液晶電視等中、大尺寸顯示領域。傳統(tǒng)中、大尺寸液晶顯示器使用的CCFL（冷陰極燈管）背光面臨著LED咄咄逼人的攻勢。“LED背光照明與傳統(tǒng)CCFL照明源的區(qū)別在于，前者具有更好圖像質量、更纖薄設計、低功耗以及環(huán)保的優(yōu)點，而這些正是LED照明方案快速獲得采納并取代CCFL照明方案的原因所在。”飛兆半導體PCIA照明部總監(jiān)李在鵬說。AnalogicTech公司首席執(zhí)行官RichardWilliams也表示：“使用LED背光將比CCFL背光節(jié)能約30%。采用CCFL不僅能耗較高，而且使用汞元素會對環(huán)境造成污染。目前，越來越多的液晶電視采用LED作為背光源。”

然而，大尺寸LCD對背光LED驅動電路的要求更為嚴格。杭州茂力半導體技術有限公司暨MPS杭州研發(fā)中心總經(jīng)理任遠程表示：“隨著面板尺寸的增大，LED背光的功率也迅速增大，對LED驅動電路也提出了新的要求。驅動電路要能將12V或24V電壓變換成更高的電壓以驅動更多串聯(lián)的LED；對每一串LED之間的電流要能實現(xiàn)高精度的均流以保證背光的均勻；轉換效率要更高，從而降低在有限的空間內(nèi)產(chǎn)生的熱量；要實現(xiàn)嚴格的開路和短路保護。”

“LED背光從便攜式應用領域轉向液晶電視應用領域，變化非常大。”杭州士蘭微電子股份有限公司電源及功率驅動產(chǎn)品線總經(jīng)理吳建興表示，“屏幕尺寸的變化導致背光功率的變化，從手機的幾百毫瓦提升到液晶電視幾十瓦甚至是幾百瓦。另外就是供電電源的變化，手機采用鋰電池供電，典型值在 3.7V～4.2V；而在液晶電視應用中，供電端是由AC-DC產(chǎn)生的12V或24供電系統(tǒng)。所以液晶電視背光與手機背光完全是兩個不同的產(chǎn)品平臺，在可靠性、效率、電流匹配、調(diào)光比等多個方面都對液晶電視背光LED驅動有了全新的要求。”

● 邊緣式與點陣式背光LED各有優(yōu)勢

● 兩級驅動方案更受青睞

液晶電視的LED背光方案也有兩種形式，即邊緣式和點陣式(直接式)。Richard Williams表示：“邊緣式的LED背光方案，其實就是在LCD的邊緣即以前布置CCFL的地方安裝若干LED，形成若干LED‘光帶’；而點陣式則是將LED以點陣的形式布置在LCD顯示屏的下方。”“采用點陣式LED背光方案，LED電流吸收器的智能控制為基于影像內(nèi)容的個別部分提供了精準的亮度，并可為觀看者提供更純正的黑色，同時改善對比度，從而獲得更好、更自然的觀看效果。此外，其動態(tài)LED背光還能滿足大型平板電視日益嚴格的能耗標準。”Richard Williams說。“邊緣式有結構簡單、價格便宜的優(yōu)勢；而點陣式有圖像質量好，對比度高的特點，但是驅動線路相對復雜，需要有數(shù)字接口和圖像解碼芯片進行通信。”任遠程說，“邊緣式背光的三級驅動電路已經(jīng)成熟，目前業(yè)界關注的重點是如何降低成本和提高效率。MPS提出了‘驅動能量部分處理’的設計概念，通過這樣的設計，約80%的能量僅僅處理了兩次就接到了LED上，而只有約20%的能量被處理了3次；驅動器的效率達到了97%以上，較三級架構提高了5%～6%；同時，因為可以采用低壓器件，成本也降低了很多。如果邊緣式架構中的LED串數(shù)由現(xiàn)在的4串減少到1串，那么兩級驅動線路在成本和驅動效率上將更有吸引力。”

吳建興也比較了邊緣式與點陣式背光LED方案的優(yōu)劣。“邊緣式背光優(yōu)點是成本低，耗電少;其缺點是背光的均勻度不夠，背光色域與CCFL背光接近。點陣式的優(yōu)點是背光均勻，色域寬廣，可以進行區(qū)域性調(diào)光。缺點是成本較高，耗電較大，機型不能做成超薄。”吳建興說，“邊緣式背光方案主要由驅動電路獨立構成，規(guī)格相對簡單，在設計中關注的重點是拓撲結構(升壓/降壓)、單路或多路輸出(確定LED串并方式)、調(diào)光方式、輸出功率等。直接式背光應該是一個系統(tǒng)，由控制部分與驅動部分組成，如控制部分要考慮區(qū)域調(diào)光邊緣處理及智能背光等功能的問題，整個系統(tǒng)會比較復雜；僅對驅動電路而言，除了增加控制部分接口外，在恒流匹配性及調(diào)光比上要求會更高。”