小型LCD背光的LED驱动电路设计
过去几年来,小型彩色LCD 显示屏已经被集成到范围越来越宽广的
产品之中。
彩色显示屏曾被视为手机的豪华配置,但如今,即便在入门级手机
中,彩屏已成为一项标配。
幸好,手机产业的经济规模性(全球手机年出货量接
近10 亿部)降低了LCD 彩色显示屏的成本,并使它们集成在无论是便携医疗设备、通用娱乐遥控器、数字相框/彩色LCD 显示屏需要白色背光,以便用户在
任何光照环境下都能正常地观看。
这个背光子系统包括1 个高亮度白光发光二
极管(LED)阵列、1 个扩散器(diffuser)以扩散光线和1 个背光驱动器将可用电能
稳压为恒定电流以驱动LED.一块1 到1.5 英寸的显示屏可能包含2 到4 个LED,而一块3.5 英寸显示屏则可能轻易地就包含6 到10 个LED.对于LED 而言,其光
输出与电流成正比,而且由于LED 具有非常陡峭的电流-电压(I-V)曲线,流过LED 的电流紧密匹配是非常重要,这样才能确保均衡背光,因为LED 通常分
布在LCD 显示屏的一边。
此外,也需要软件控制让用户调节亮度,以及针对
周围光照环境作出补偿。
根据流经LED 电流的不同,LED 的色点(color point) 可能会漂移。
因此,将LED 电流设定为固定值并对LED 进行脉宽调制以降低
平均光输出就很普遍。
要在手持产品设计中集成小型彩色LCD 显示屏并进而
实现成本、性能和电池寿命的恰当平衡,存在着一系列需要考虑的因素。
电池供电产品需要优化的LED 驱动电路架构,这些架构要处理并存的
多项挑战,如空间受限、需要高能效,以及电池电压变化-既可能比LED 的正
向电压高,也可能低。
常用的拓扑结构有两种,分别是LED 采用并联配置的
电荷泵架构/恒流源架构和LED 采用串联配置的电感升压型架构。
这两种方案
都有需要考虑的折衷因素,如升压架构能够确保所有LED 所流经的电流大小
相同但需要采用电感进行能量转换,而电荷泵架构使用小型电容进行能量转换,。