小尺寸LCD液晶屏背光驅動電路布局(一)

文章出處：未知人氣：發表時間：2021-08-24

近年來，小尺寸彩色LCD液晶屏使用的產品范圍越來越廣泛。彩色液晶屏一度被視為一種豪華配置，但現在，即使在入門級，彩色屏幕也已成為一種標準配置。幸運的是，顯示行業的經濟規模（全球移動電話年出貨量接近10億臺）降低了LCD彩色屏幕的成本，并使其對其他產品的集成具有吸引力，如便攜式醫療設備、通用娛樂遙控器、數字相框/圖像查看器，教育玩具，或具有WiFi功能的最新VoIP無繩電話。

　　彩色LCD顯示屏需要背光源，以便用戶可以在任何照明環境下正常觀看。背光子系統包括高亮度白光發光二極管（LED）陣列、漫射光的漫射器和背光驅動器，用于將可用電能穩定為恒定電流以驅動LED。1到1.5英寸的顯示屏可能包含2到4個LED，而3.5英寸的顯示屏可能很容易包含6到10個LED。對于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，因此流經LED的電流緊密匹配非常重要，以確保平衡背光，因為LED通常分布在LCD顯示屏的一側。此外，還需要軟件控制，以允許用戶調整亮度并補償周圍的照明環境。根據流過LED的電流，LED的色點可能會漂移。因此，通常將LED電流設置為固定值，并對LED進行脈寬調制以降低平均光輸出。在手持產品設計中集成小型彩色LCD顯示屏然后實現成本、性能和電池壽命的適當平衡，需要考慮一系列因素。

電池供電的產品需要優化的LED驅動電路架構，以解決許多同時存在的挑戰，如空間限制、對能源效率的需求以及電池電壓的變化——無論是高于還是低于LED的正向電壓。有兩種常用的拓撲結構，即具有并聯LED配置的電荷泵結構/恒流源結構和具有串聯LED配置的電感升壓結構。兩種方案都有需要考慮的折衷因素。例如，boost架構可以確保流經所有LED的電流相同，但需要使用電感器進行能量轉換，而電荷泵架構使用小電容進行能量轉換，但所有LED的并聯排列過于緊密，因此，電流匹配成為平衡背光面臨的棘手問題。

設計時應注意以下幾點

1.液晶顯示器使用壽命

當選擇白色LED驅動器時，需要考慮顯示器的使用頻率。如果顯示屏長時間處于背光狀態，則高效轉換器對于電池壽命非常重要。更大的顯示器需要更多的LED，而更長顯示器的應用將受益于更節能的升壓拓撲。相反，如果顯示器僅用于短期背光，則效率可能不是關鍵設計參數。

2.LED背光選擇

LED技術持續快速改進。制造商們正在使用新材料、制造技術和led設計，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LED作為背光的顯示屏現在可以使用兩個LED來實現相同的背光亮度。此外，過去使用冷陰極熒光燈（CCFL）進行背光照明的4-7英寸大型顯示器現在正轉向LED背光。此外，LED的正向電壓趨于較低。因此，不僅需要考慮驅動器制造商數據表曲線上的驅動器效率，還需要基于使用所選led的驅動器*估計。表1列出了幾種LED的一些重要規格，顯示了這些LED的正向電壓和發光亮度的差異。需要注意的是，正向電壓范圍變化很大，這意味著應該使用LED規格的極限值來估計驅動器的效率。

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