基于原边反馈方式的LED背光驱动方案探讨
elecfans 2023-03-16

被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。随着 LED应用在照明、背光、显示屏等诸多市场的出色表现,众多IC厂商纷纷向LED领域拓展,从事LED驱动解决方案的开发。八仙过海,各显神通,不同IC 厂商根据自身情况选择各自的目标市场。不过,共性仍然存在,在面对体积、调光控制、成本、转换效率等挑战时,其应对策略值得讨论。

原边反馈方式成为共同选择

主要功能就是为LED灯提供稳定、精确的工作。传统的LED驱动器方案采用次级反馈来实现精确的输出电流控制,通过次级侧的电流采样LED电流,并借助提供反馈信息。次级反馈控制会导致驱动器成本、尺寸的增加和转换效率的降低。此种情况下,原边反馈方式成为众多LED驱动解决方案供应商的共同选择。

原边反馈方式的控制技术是最近10年间发展起来的新型AC/DC控制技术,与传统的副边反馈的加431的结构相比,其最大的优势在于省去了这两个芯片以及与之配合工作的一组,这样就节省了系统板上的空间,降低了成本并且提高了系统的可靠性。

新进(BCD)半导体的LED驱动芯片AP3766、AP1681等都是采用其独有的原边控制(PSR)专利技术,无需次级侧反馈,即能够实现精确的次级侧LED驱动电流控制。其内置的温度补偿、补偿和线电压补偿技术保证了驱动器在全温、宽电压和量产条件下的输出电流精度。

飞兆半导体(上海)有限公司同样表示,在针对AC输入的小功率 方面,采用原边控制架构的LED驱动电路具有成本和性能优势。如飞兆半导体的FSEZ1216, FSEZ1307和FSEZ1317,它们采用了PSR来节省光耦和其它反馈电路,从而很好地兼顾了成本和性能。

来自本土的南京微盟同样推出了类似产品,南京微盟的LED驱动芯片ME8165/8108均采用了原边反馈技术,无须光耦,使得产品体积大大减小,并降低了成本。南京微盟是中国华大集团旗下的IC骨干公司之一,是一家从事专用模拟芯片产品的研制、开发和销售的高新技术企业。产品应用于信息家电、、数字通讯和网络技术等领域。南京微盟在国内显示屏市场占有较大份额,据透露,其去年LED驱动器出货量总数超过了7亿个。

虽然目前全球还没有完善的LED驱动电源统一标准,然而产业的飞速发展使得LED驱动电源的要求在不断提高。

在应用市场,亮度的精确控制是主要诉求。张洪俞介绍,为了达到显示屏要求,需要确保芯片在不同的温度条件和恶劣的使用环境下,芯片位与位间、片与片间、批与批间的驱动电流一致性好。

南京微盟驱动IC ME2604在全彩LED显示屏的应用表现。

南京微盟面向市场推出了显示屏驱动IC ME2604,这是一款低压差、高精度16位恒流驱动芯片,采用了高精度恒流驱动电路和温度补偿电路,电流受电源电压(VDD)、环境温度的变化也被控制在1%。ME2604可以选用不同阻值的外接电阻Rext来调整ME2604各输出端口的电流大小;同时也可以在OE端采用PWM调制,最小脉宽能达到 50ns。因此,可精确地控制LED的发光亮度。

背光驱动市场竞争激烈,LED TV尤甚

LED背光驱动市场主要由LED TV、LED 监视器、笔记本以及、DPF、PDVD等便携市场组成,其屏幕尺寸由大到小,LED背光的比例从小到大,笔记本及便携产品的背光基本上100%采用 LED,近两年内LCD监视器和LCD TV的LED背光渗透率在快速上升。作为近两年崛起的LED TV和LED监视器背光驱动方案,市场上可谓百家争鸣。

飞兆半导体是电视机电源方案的主要方案供应商之一,LED背光驱动领域也是我们的重点市场。液晶电视机LED背光应用正在迅速发展变化,包括 LED灯串的数目、电流电压参数、拓扑结构以及与AC-DC部分的配合等等。他认为,O2cro和两家半导体公司虽然在液晶电视机CCFL背光上具有传统的优势,到了LED背光市场,则要经过一段时间的市场验证才能见分晓。

新进(BCD)半导体则借助其在大陆及台湾市场的客户优势和产品领先性,已经在大陆前几位的电视整机厂率先批量生产LED TV背光驱动方案。O2Micro、MPS、BCD、Superx、等是走在较为前列的公司。

手机和PC为首的便携式、打印机等设备中彩色的需求越来越高。ROHM推出了针对彩色液晶显示的LCD背光所需的多种LED驱动器。LED灯数方面根据显示屏的大小可以安装1~96个灯;按照功能备有实现低功耗的调光功能型、符合小型化要求的内置型、减轻软件负荷的RGB自动调光型、省空间的Flash内置型等LED驱动器,而且备有只针对装饰或Flash的单个用途的LED驱动器。

厂商盛扬半导体最近也推出了中小尺寸的LED背光驱动IC整合方案。10寸以下是该公司目前的主要目标市场,其新一代WLED背光驱动系列,具备高驱动WLED能力,并结合集成度高、体积小、应用电路简单、直流转换小路高等优点,节能环保,并且具有极具竞争力的价格,在NB、车载GPS、PDVD、数码相框等市场应用广泛。

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