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为背光LCD和电视选择LED驱动IC

上传人:MichaelJennings

上传时间: 2009-02-14

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  许多现有背光应用中所使用的PWM频率都低于1kHz,在有些情况下,如果使用低成本的陶瓷电容器,可能会产生人耳能够听到的噪声。通过选择支持PWM频率范围宽(包括那些人耳听不到的频率)的器件,能够避免这个问题。

  例如,飞思卡尔的10通道MC34844 LED背光驱动芯片就满足这样的要求。有些驱动芯片也提供了与其它器件或外部源进行同步的功能,以降低由器件的相互作用所产生的谐波和拍频引起噪声的可能性,并消除某些视觉假象。

  驱动芯片调节LED亮度时能够实现的粒度或精度取决于芯片的位数。这个数字越大,PWM信号能够划分的增量就越小,就能够提供更好的亮度控制。例如,MC34844 LED驱动芯片是8位,就能够将LED的亮度调节至256个等级中的任意一级。

  在驱动芯片的规范中,PWM高/低电平的转换时间应该越短越好,这样才能够保证即使在占空比很小的情况下,输出的也是精确的方波脉冲。这一点对于确保更严格的电流匹配以及线性度更好的亮度调节范围是必不可少的。

  在高PWM速率下,如25kHz,能够提供低至1个最小有效位(LSB)的线性亮度调节的驱动芯片能够提供最好的性能。但是,转换速率也不能太快,因为更高的频率可能会引起振荡以及其它形式的电磁干扰(EMI)。50ns左右的速度能够满足这个需求,同时将效率最大化。

  尽管有些LED驱动IC不带有通信接口,但是在许多背光应用中所使用的器件最好带有这项功能,而且这种接口对于带有板载PWM发生器的器件特别重要。这种接口简化了编程、故障监控以及其它功能,在内部集成电路(I2C)类型中最为常见。对于那些需要高速更新的系统而言,低电压差分信号(LVDS)等接口变得越来越普遍。

  带有板载升压变换器的驱动芯片不再需要外部电路来实现这项功能。此外,最好使用集成开关,因为它消除了板载互连造成电磁干扰的可能性,简化了材料清单(BOM),节省了PCB面积,也不再需要设计人员指定能够很好地匹配驱动芯片的晶体管。所使用的升压频率变动范围是很广的,而且有时是可编程的。

  较高频率(如1.2MHz)的优势在于能够使用更小的电感和电容。动态余量控制(DHC)模式是另一项重要的功能。它测量所有连接到升压变换器的LED串,并自动将输出电压调节到驱动这些LED串所需要的最低电压值。这样做会使得电流镜中的线性驱动芯片两端的电压降减小,驱动功耗降低,从而使总体效率升高。

  带有光环路控制的驱动芯片使得设计人员能够使用光传感器来补偿LED的温度和寿命变化。热传感器也可以用来对热效应进行补偿。光传感器也可以用于调节背光的亮度作为对周围环境变化的响应,在黑暗的环境中调节显示的亮度。

  理想的LED驱动IC应该包含许多对驱动芯片和LED进行保护的功能。在某个LED或LED串出现故障的时候,LED短路/开路保护能够让背光继续工作。此外,过电压,过电流以及过热保护为驱动芯片和LED提供了必要保障。欠压锁定被用来确保驱动芯片不会工作在指定范围以外,因为那样可能会造成器件无法正常工作。

  最后的考虑

  记住,带有大量片上功能的驱动芯片可以减少电路所需要的PCB面积以及材料清单。它们同时也会降低设计的复杂性,因为设计人员不再需要设计外部电路或为之选择最好的零部件。当然,在不同的应用中每项功能的重要性会有所不同,并且被选中的驱动IC是根据其价格与系统性能的对比而选出的。

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