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浅谈电视机中的led驱动

来源:网络整理 作者:2018-12-16 14:51
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没人喜欢经济衰退,但是好莱坞可能是个例外。为什么呢?答案即使不那么明显,也很简单,经济下滑时票房收入会上升,因为消费者寻求更加“经济”的娱乐方式。带着全家出去看电影比去餐馆吃晚餐然后在剧院看百老汇演出便宜得多。也许,出人意料的是另一种共生互惠的娱乐形式,在目前的经济下滑期,这种娱乐形式正在对用LED做背光照明的平板液晶显示器电视机的销售产生积极影响。很多消费者不是去电影院,而是乐于租用或下载最近推出的电影DVD,在起居室中舒舒服服地看。不过,这次不同的是,他们希望看得气派一点,用最新的LED高清(HD)电视机。iSuppli公司最近做的一份调查显示,在 2009年第一季度,美国和加拿大平板电视机的交付量增长到了780万台,比2008年同期的660万台增加了17.3%。此外,调查结果还指出,甚至在当前的经济下滑时期,消费者也将继续购买平板电视机。惟一的提醒是,随着可支配收入下降,美国消费者正受到尺寸更小的电视机所吸引。结果,32英寸及更小的电视机遇到了供货限制。

白光LED用于背光照明

要了解白光LED背光照明的平板LCD电视机热销背后的驱动力,很重要是要了解一些有关以下事实的理念:与其他形式的照明相比,如冷阴极荧光灯(CCFL),为什么应该使用白光LED。
大型平板LCD电视机传统上一直使用CCFL背光照明。不过,这些CCFL背光照明电视机有快速运动图像模糊、色彩再现不准确等各种缺点。就目前一代LCD电视机而言,不可能得到真正的黑色,所有颜色的动态范围都有改进的余地。例如,大多数 LCD 电视机都只能提供450到 650cd/m2的对比度。这些高清电视机的主要问题是,不能彻底关断CCFL背光照明或不能对CCFL背光照明局部调光。
相反,用高亮度(HB)LED背光照明,一个LED阵列可以分成很多单独的照明组。每组通常都由8~10个30~50mA的LED组成,这些LED可以通过单个引脚独立调光,从而实现局部调光。这样的设计能提供几乎比CCFL设计高一个数量级的对比度(>4 000cd/m2)。此外,通过以宽调光比调节背光照明LED组的亮度,可以再现更多中间色调的颜色,从而提供更加生动的画面。

另外,能够局部彻底关断LED可减轻运动图形模糊。通过在帧之间彻底关断LED,几乎消除了与快速移动物体有关的图像模糊。在解决这种快速运动图像模糊问题时,LED非常快的响应速度是至关重要的,CCFL背光照明的LCD电视机常常遇到这种问题。
          去除CCFL的另一个驱动力是,人们希望消除在这种类型照明中的有毒水银蒸气,同时提高效率和性能。此外,很多国家的政府都帮助推动这种趋势,这些国家强制实施新的“绿色“措施,以消除有毒材料,其中就包括CCFL中存在的水银。显然,这帮助推动LED背光照明在新的LCD高清电视机设计中占据重要地位。
据估计,从传统的荧光灯过渡到LED照明,时下全世界的总体能源需求可能减少多达10%,这从另一个侧面说明了LED是更加环保的。显然,随着人们努力加速降低能源产生时总的二氧化碳排放量,这10%全球照明能源需求的降低是这种过渡的主要促进因素。那么,什么因素支持着如此巨大的LED背光照明增长潜力?首先,目前一代LED的效率是荧光灯的两倍多,从而极大地降低了提供所需光输出(以流明为单位量度)所必需的电力。随着LED的进一步发展,它们的发光效率将继续提高,预计在未来几年内可翻一番。其次,LED有超过10万小时的寿命,相比之下,荧光灯的寿命最长仅为1万小时,寿命相差多达10倍。

怎样驱动LED

驱动LED需要仔细的设计考虑,因为过驱动可能产生热耗散问题,这个问题可能极大地降低光输出,并缩短LED 的有效寿命。这已经导致很多模拟IC制造商设计专门的LED驱动器IC,以正确驱动LED。为了了解设计和制造这些LED驱动器IC面临的难题,有必要了解白光LED发光而需要什么。白光LED必需由恒定电流源驱动,这样白色光点才不会移动,也就是说,亮度必须是一致的。另外,既然白光LED是一个二极管,那么它的内部正向电压(Vf)降必须克服。这个Vf随白光LED电流额定值的不同而有所不同,也会随着温度的变化而改变。一个典型的20mA白光LED的Vf在整个工作温度范围内于2.5V和3.9V之间变化。大多数应用采用1个以上的白光LED,还可能以并联、串联或串并组合(例如,串联LED的并联串)的方式配置这些LED。这意味着,白光LED驱动器IC必须能够为特定配置的LED提供充足的电流和电压,而采用的转换拓扑同时满足输入电压范围以及所需的输出电压和电流的需求。

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