LED作為LCD的背光源并不是什么新生事物，其驅動技術也已非常成熟。但是，從小尺寸的便攜式應用拓展到大尺寸的液晶電視，新的應用領域對LED驅動電路也提出了更為苛刻的要求。同時，由于液晶電視背光LED也面臨著不同模式的選擇，因此對于驅動電路設計也要比較各種方案的優(yōu)劣。

大尺寸背光提出新要求

●液晶電視對背光LED驅動電路要求更嚴

●RGB背光驅動研發(fā)應注重控制系統(tǒng)

隨著LED價格的下降和綠色能源概念的深入人心，以LED為背光源的應用領域已經由手機等便攜式產品迅速拓展到筆記本電腦、臺式電腦監(jiān)視器和液晶電視等中、大尺寸顯示領域。傳統(tǒng)中、大尺寸液晶顯示器使用的CCFL（冷陰極燈管）背光面臨著LED咄咄逼人的攻勢。“LED背光照明與傳統(tǒng)CCFL照明源的區(qū)別在于，前者具有更好圖像質量、更纖薄設計、低功耗以及環(huán)保的優(yōu)點，而這些正是LED照明方案快速獲得采納并取代CCFL照明方案的原因所在。”飛兆半導體PCIA照明部總監(jiān)李在鵬說。AnalogicTech公司首席執(zhí)行官RichardWilliams也表示：“使用LED背光將比CCFL背光節(jié)能約30%。采用CCFL不僅能耗較高，而且使用汞元素會對環(huán)境造成污染。目前，越來越多的液晶電視采用LED作為背光源。”

然而，大尺寸LCD對背光LED驅動電路的要求更為嚴格。杭州茂力半導體技術有限公司暨MPS杭州研發(fā)中心總經理任遠程表示：“隨著面板尺寸的增大，LED背光的功率也迅速增大，對LED驅動電路也提出了新的要求。驅動電路要能將12V或24V電壓變換成更高的電壓以驅動更多串聯的LED；對每一串LED之間的電流要能實現高精度的均流以保證背光的均勻；轉換效率要更高，從而降低在有限的空間內產生的熱量；要實現嚴格的開路和短路保護。”

“LED背光從便攜式應用領域轉向液晶電視應用領域，變化非常大。”杭州士蘭微電子股份有限公司電源及功率驅動產品線總經理吳建興表示，“屏幕尺寸的變化導致背光功率的變化，從手機的幾百毫瓦提升到液晶電視幾十瓦甚至是幾百瓦。另外就是供電電源的變化，手機采用鋰電池供電，典型值在 3.7V～4.2V；而在液晶電視應用中，供電端是由AC-DC產生的12V或24供電系統(tǒng)。所以液晶電視背光與手機背光完全是兩個不同的產品平臺，在可靠性、效率、電流匹配、調光比等多個方面都對液晶電視背光LED驅動有了全新的要求。”

● 邊緣式與點陣式背光LED各有優(yōu)勢

● 兩級驅動方案更受青睞

液晶電視的LED背光方案也有兩種形式，即邊緣式和點陣式(直接式)。Richard Williams表示：“邊緣式的LED背光方案，其實就是在LCD的邊緣即以前布置CCFL的地方安裝若干LED，形成若干LED‘光帶’；而點陣式則是將LED以點陣的形式布置在LCD顯示屏的下方。”“采用點陣式LED背光方案，LED電流吸收器的智能控制為基于影像內容的個別部分提供了精準的亮度，并可為觀看者提供更純正的黑色，同時改善對比度，從而獲得更好、更自然的觀看效果。此外，其動態(tài)LED背光還能滿足大型平板電視日益嚴格的能耗標準。”Richard Williams說。“邊緣式有結構簡單、價格便宜的優(yōu)勢；而點陣式有圖像質量好，對比度高的特點，但是驅動線路相對復雜，需要有數字接口和圖像解碼芯片進行通信。”任遠程說，“邊緣式背光的三級驅動電路已經成熟，目前業(yè)界關注的重點是如何降低成本和提高效率。MPS提出了‘驅動能量部分處理’的設計概念，通過這樣的設計，約80%的能量僅僅處理了兩次就接到了LED上，而只有約20%的能量被處理了3次；驅動器的效率達到了97%以上，較三級架構提高了5%～6%；同時，因為可以采用低壓器件，成本也降低了很多。如果邊緣式架構中的LED串數由現在的4串減少到1串，那么兩級驅動線路在成本和驅動效率上將更有吸引力。”

吳建興也比較了邊緣式與點陣式背光LED方案的優(yōu)劣。“邊緣式背光優(yōu)點是成本低，耗電少;其缺點是背光的均勻度不夠，背光色域與CCFL背光接近。點陣式的優(yōu)點是背光均勻，色域寬廣，可以進行區(qū)域性調光。缺點是成本較高，耗電較大，機型不能做成超薄。”吳建興說，“邊緣式背光方案主要由驅動電路獨立構成，規(guī)格相對簡單，在設計中關注的重點是拓撲結構(升壓/降壓)、單路或多路輸出(確定LED串并方式)、調光方式、輸出功率等。直接式背光應該是一個系統(tǒng)，由控制部分與驅動部分組成，如控制部分要考慮區(qū)域調光邊緣處理及智能背光等功能的問題，整個系統(tǒng)會比較復雜；僅對驅動電路而言，除了增加控制部分接口外，在恒流匹配性及調光比上要求會更高。”