【英亚体育app官方下载】线性WLED驱动器在LCD背光中的应用

企业新闻 | 2021-05-31
本文摘要:提升能源效率是当今世界最广泛的挑战之一。

提升能源效率是当今世界最广泛的挑战之一。由于新的能源标准更加严苛,消费者的意识大大提高,消费电子产业也在大大地向提高效率发展。

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对更高效率的市场需求推展创意企业研发更为智能的电源管理技术。其中,显示器背光是发展最慢的一个领域。无论是在移动电话、MP3播放器、便携式游戏机还是GPS系统中,LCD屏幕背后的光源使得这一切更加多姿多彩。  为这些屏幕供电就像许多工程的挑战一样,根据明确应用于构成了各种各样的解决方案。

在便携式显示器背光市场,一种改版、更加智能的解决方案将彻底改变LCD屏幕的灯光方式。本文将辩论当今市场中较为常用的解决方案,并讲解更加更容易用于、必须更加较少外部元件、更加低成本且具备更高效率的替代解决方案。  降压WLED驱动器  在便携市场中,锂离子电池是最常用的一种电能来源。典型的锂离子电池充满著电时的电压大约为4.2V。

电池不会随着电流的消耗而静电,但是,约80%的电池寿命在3.9V至3.5V范围内。只必须对LED获取大约3.3V的相反偏置,就能使其闪烁。降压LED驱动器可通过将较低输出电压(来自锂离子电池)提高至较高输入电压(LED两端)同时为多个LED供电。较高的输入电压用作使串联的LED串相反偏置。

降压驱动器根据需要支撑的电压,可以一次驱动多个LED。例如,如果电源晶体管的额定电压为24V,那么,降压LED驱动器可精彩使串联的六个LED相反偏置(6x3.3VLED20V)。图1示出有六个串联LED的典型降压LED驱动器。

    图1:有六个LED的典型降压LED驱动器电路。  典型的降压LED驱动器电路总共必须四个外部元件,即,一个输出电容器(CIN)、一个输入电容器(COUT)、一个电感器(L)和一个置位电阻器(RSET)。

如图1右图,LED电流由FB一处电压除以电阻(RSET)得出结论。降压LED驱动器基本上是一个改进的降压稳压器,需要以较低对系统电压减少通过RSET电阻器的电能损失。

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与降压稳压器类似于,这种流形结构用于电感器和内部功率晶体管将能量转移和传输到输入末端(OUT)。因此,它也承继了降压稳压器的缺点,例如,轻载时效率较低、电源噪音,以及有时由压电效应引发的可闻噪音问题(由陶瓷电容器两端的高交变电压产生的噪音)。图2示出典型降压LED驱动器的效率曲线。

    图2:典型降压LED驱动器的效率。  如图2右图,用作驱动六个LED的典型降压LED驱动器具备约80%的峰值效率。该数值可因所用的电感器有所不同而有所不同。

较小尺寸的电感器一般来说需要获取更高的效率,但是必须更大的尺寸和更高的成本。LED电流较低时(调光过程中),由于开关损耗,效率不会减少,这往往是用于降压LED驱动器的一个缺点。低效率不会根据应用于情况导致潜在的能源浪费,但同时也留给了改良余地。如果自由选择降压LED驱动器作为解决方案,但大多数时间却用作较低电流区域(高于20mA),那么,系统将不会显得效率低落。

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假设系统设计者大部分时间以全亮度用于降压LED驱动器,其效率能样大部分锂离子电池的寿命保持在80%,如图2右图。为等价应用于自由选择必要的LED驱动器固然具备挑战性,不过,如果没能全面考虑到所有参数,还将不会伤害便携系统中宝贵的电池寿命。  电荷泵WLED驱动器  当前市面上的另一种LED驱动器是电荷泵LED驱动器。电路如图3右图。

    图3:典型电荷泵LED驱动器。  电荷泵LED驱动器驱动并联的各个LED。

典型的电荷泵总共必须五个外部元件,即,一个输出电容器(C1)、一个输入电容器(C2)、两个电荷泵电容器(Cx、Cy)和一个置位电阻器(RSET)。电荷泵高于降压稳压器的一点是,它用于两个电荷泵电容器替换大型的外部电感器。另一个优势在于它轻载时的效率。

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由于轻载时无开关损耗,因此,电荷泵需要在各种阻抗范围内保持较高的效率。当锂离子电池电压较高时,电荷泵正处于旁路模式。

在这种模式下,输出电压(VIN)通过电荷泵的内部晶体管相连到输入末端(OUT)。当电池电压高于使LED相反偏置所需的相反电压时,电荷泵将转录。通过对串联的电容器(Cx和Cy)电池,然后将它们并联以获取能量,可使输入端的电压减小50%。

这种电荷泵方法使LED需要被几乎偏置,即使电池电压高于LED相反电压也如此。但是,这要通过转换多个内部电源来已完成,而不理想的电源不会导致能量损耗。

例如,大多数情况下,电荷泵正处于旁路模式,这时输出电压通过内部电源相连到输入末端。只要LED关上,即使电荷泵未激活,电源中也不会有能量损耗。电荷泵工作时,由于电容器电池和放电过程中以及电源中的能量损耗,使得它的效率极为低落。

由于锂离子电池寿命就是指3.9V到3.5V,因此,在电池寿命完全消耗时泵入电压是徒劳之荐。电荷泵LED驱动器的固有问题是,它们在旁路模式持续性浪费能量,并且在最后降压阶段效率低落。等价应用于中某种解决方案的低效率不会引领人们研发另一种没此类缺失的解决方案。


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