针对中大尺寸LCD 背光应用的LED 驱动策略
大功率LED作为大屏幕液晶显示器背光的电流分配问题解决方案要点
大功率LED作为大屏幕液晶显示器背光的电流分配问题解决方案因为冷阴极荧光灯(CCFL)成本非常低，通常大屏幕液晶显示器(LCD)使用CCFL 作为背光源产生均匀的白光。
不过将发光二极管(LED)用作背光灯正在引起主要制造商们的注意。
LED在尺寸、能量效率、光谱纯度、机械强度、可靠性和消除汞等有害物质方面都胜过CCFL。
白光可以来自单个白色LED；也可以由三个独立的色谱与LCD像素色彩滤波器非常匹配的R-G-BLED产生。
该技术可以大幅提高发光效率和色彩范围，从而使显示效果更加清晰、鲜艳。
目前采用C因为冷阴极荧光灯(CCFL)成本非常低，通常大屏幕液晶显示器(LCD)使用CCFL作为背光源产生均匀的白光。
不过将发光二极管(LED)用作背光灯正在引起主要制造商们的注意。
LED在尺寸、能量效率、光谱纯度、机械强度、可靠性和消除汞等有害物质方面都胜过CCFL。
白光可以来自单个白色LED；也可以由三个独立的色谱与LCD像素色彩滤波器非常匹配的R-G-B LED产生。
该技术可以大幅提高发光效率和色彩范围，从而使显示效果更加清晰、鲜艳。
目前采用CCFL背光灯的LCD只能产生70-80%的NTSC制颜色，而采用LED背光灯的新型显示器可以产生NTSC制式中定义的所有颜色，甚至还能产生NTSC定义范围之外的颜色。
利用LED超快的开关时间，背光强度可以被调节，从而进一步增强图像对比度，减少快速运动图像产生的拖尾现象。
想在小屏幕LCD监视器(一般是19英寸)中替换CCFL，可以在外壳四周部署三色LED器件来代替CCFL管。
通常只是光源被更换(从CCFL到LED串)，外壳、光导和光膜可以保持不变。
而对较大尺寸的LCD(20英寸以上)而言，由于要求较高的光通量，可以在LCD面板背后直接部署LED矩阵，并使必要的扩散层和光膜夹在这些LED矩阵之间。
LED矩阵大小随面板尺寸而变，一般为几百个LED。
为了确保均匀的照明，需要在标准的光膜上使用专门的衍射散射层。
大屏幕液晶显示屏背光高压驱动电路原理及电路分析（一）
大屏幕液晶显示屏背光高压驱动电路原理及电路分析（一）2015-07-06 15:29:09作者：中华维修整理5181我要评论目前，液晶电视的销量和社会拥有量非常大，液晶电视的维修资料奇缺，而液晶电视的背光灯高压驱动电路又是液晶电视中极易发生故障的部位，它类似于CRT电视的行扫描电路，是高压大电流电路，其故障率不低于CRT电视的行扫描电路。
对该部分电路原理分析维修的资料很少，本文对于背光高压驱动电路的电路原理进行详尽分析，以帮助维修人员更加深刻的理解液晶电视背光灯驱动电路，为下一步维修打好基础。
海信32英寸液晶电视主要采用韩国三星屏和LG屏，现以三星屏背光驱动电路为例对该电路的组成形式、工作原理、控制方式进行介绍。
背光灯高压驱动电路在液晶电视机中，是一个单独工作，且启动／停止及亮度受控于CPu的电路组件。
其主要作用是点亮液晶屏内的背光灯管。
由于液晶屏的尺寸、灯管的数量、点亮电压、启动特性不相同，而背光灯高压驱动电路的输出特性必须与所驱动的液晶屏相匹配，因此，目前液晶屏背光灯高压驱动电路组件基本都是随屏配套提供。
同一尺寸的液晶屏型号不同，其背光灯高压驱动电路组件不同，不能互相换用。
背光灯高压驱动电路组件部分主要由振荡器、调制器、功率输出电路及保护检测电路组成。
在三星32英寸屏中，背光灯高压驱动电路中除功率输出部分和检测保护部分外，振荡器、调制器及控制部分采用一块ROHM公司(罗姆)的单片集成电路BD9884FV来完成(图1虚线框内)，功率输出采用N沟道和P沟道组合的MOSFET功率模块SP8M3来完成，保护检测由集成电路10393完成，输出电路有高压变压器、谐振电容、输出电流取样电路及背光灯管(CCFL)。
以上这几部分安装在一块电路板上，基本电路框图及工作过程如图1所示。
知识链接背光灯管：液晶电视的显示屏是属于被动发光型的显示器件，液晶屏自身不发光，它需要借助背光灯来实现屏的发光，所以液晶屏要显示色彩丰富的优质图像，要求背光灯的光谱范围要宽，接近日光色以便最大限度地展现自然界的各种色彩。
背光驱动电路的选择策略和应用
背光驱动电路的选择策略和应用越来越多的便携式消费电子产品配备了彩色显示屏，例如手机、数码相机、PDA、MP3、PMP播放器等，其中手机又占据了那个市场的绝大部分份额，从而导致了这两年来中小尺寸显示屏产业链的飞速进展。
依照顾用的不同，显示屏会有不同的种类，例如TFT-LCD、CSTN-LCD以及OLED显示屏，从市场的应用看，OLED显示屏只是在折叠式手机的副屏以及MP3的市场上占有一定的份额，而市场的主流依旧是TFT和CSTN，这两种类型的LCD屏占据了现有的中小尺寸显示屏出货量的绝大部分。
本文重点就中小尺寸的LCD显示屏的背光驱动解决方案作一个分析介绍。
背光驱动的技术分析LCD显示屏自身并不发光，为了能够清晰的看到LCD显示屏的内容，需要一定的白光背光源。
在中小尺寸LCD显示屏中，一样采纳白光LED作为显示屏的背光源。
白色LED背光电源由数个白光LED组成，如手机、数码相机一样仅需要2到3个白光LED，而PDA和PMP那么依照其显示屏的面积，可能需要3到6个LED。
对背光驱动电路的要求是：满足背光的亮度要求整个显示屏亮度平均〔不承诺有某一部分较亮、另一部较暗的情形〕亮度能够方便地调剂驱动电路占PCB空间要小工作效率高综合成本低对系统其他模块干扰小依照顾用场合不同，系统设计者关注的重点可能会有所差别,例如关于低成本的产品方案中，可能会把整个驱动电路的成本放在第一位，关于手机的应用中，白光驱动电路对其他模块是否会产生EMI干扰那么是要重点考虑的因素，而在MP3应用中，又有可能对EMI干扰不太关怀。
白光LED驱动器差不多上有两种驱动方式：一种是采纳电感升压式DC/DC升压变换的原理来驱动，所有的LED串联接在一起，一样也叫做串联型驱动方式；另一种是采纳升压式电荷泵驱动电路，所产生的电压一样在5V/4.5V或者是依照LED的正向导通电压而自适应确定的一个电压，所有的LED并联在一起，一样也叫做并联型驱动方式。
大屏幕LCD背光照明的控制方案
一
Ｌ Ｄ的数 量 所 以 ， Ｅ 传统 的
｛ 直 有人尝试 设计 基 于 ＲＧＢ Ｌ Ｄ 方 法是 首 先 采 片 升 压转 换 Ｅ
对 ２ ２ ２ 交通 信号 灯及超过 ４ ０英寸 Ｌ Ｄ屏幕 的 数量 ， ２ 英 寸的屏幕 来说 是 ７ 个；３ 流 。然而 ， 果使用传统 的 ＣＲ— ＷＭ Ｃ 如 Ｐ ６ 个；４ 英寸以上是 ４ ０ ０ 控 制 方法 ， 负载 电 流将 为方 波 ；因 为 ０ ０ ～５ ０ 背 光 照明源的 功率 ＬＥＤ，彩 色表现 力 英寸 是 １ Ｏ 这样便 需要４ ～３ ０ ｒ ０ ０ Ｖｎ 的电压来驱 ＭＯ Ｆ Ｔ的 漏极电流 必须与其恒 定的Ｉ 好， 且寿命可达 １０ ０ ０ｂ 。 ０ ０ Ｉ 时 功率 Ｌ Ｄ 个 。 Ｅ ＳＥ
定 的 Ｌ Ｄ 电流 Ｅ
流波形 。
（ ）计算 。 ５
本文给 出了一种新 的控制方法 ，既 能使线路 电流呈现出与线路 电压相 同的 正弦波 形 ，又能通过 Ｉ调节 Ｌ Ｄ电流 。 Ｅ Ｌ Ｄ电流是利Ｊ 典型的 Ｃ Ｅ Ｆ Ｈ 所 Ｒ—Ｐ ＷＭ 受控 电流 与
其真 实电流偏 差随 直流 电路 电压幅度 而
【） ａ （） ｂ
方法 通过 间接检 测 ＭＯ Ｆ Ｔ 电流来 控 ＳＥ
制 ，如 图 ２ 所示 。因此无须使 用任何隔 离的电流传感 器。
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变化的关 系 。如果时 阃常数 Ｒ Ｃ 和 改 变 ，各取 样 时 刻 的 电流 偏 差也 随 之 改
背光驱动电路的选择策略和应用
高分辨率和高刷新率的背光驱动电路需要更复杂的设计和制造工艺 ，增加了研发和制造成本。
低功耗和长寿命的技术挑战
更严格的能源效率标准
随着环保意识的提高和能源资源的日益紧张 ，背光驱动电路需要更严格的能源效率标准 。
更长的产品寿命
消费者对产品的使用寿命要求越来越高，背光驱动 电路需要更严格的能效标准
为了满足环保和可持续发展的要求，背光驱动电路需要更严格的能 效标准，减少能源消耗和碳排放。
感谢您的观看
THANKS
低成本
01
CCFL背光驱动电路的成本相对较低，适合于一些低成本应用。
均匀背光
02
CCFL背光能够提供均匀的背光效果，适用于一些需要大面积背
光的应用。
高亮度
03
CCFL背光能够在较高的亮度下工作，适用于一些户外或高亮度
环境下的应用。
RGB LED背光驱动电路
01
02
03
色彩还原
RGB LED背光能够提供更 为真实的色彩还原，适用 于对色彩要求较高的应用 。
2
需要考虑LED灯珠的亮度、色温可调和寿命等问 题，以满足用户对屏幕显示效果的需求。
3
在设计中，还需要考虑电路板的布局和散热问题 ，以确保笔记本电脑的整体性能和稳定性。
手机和平板电脑的背光驱动电路设计
01
手机和平板电脑通常采用LCD 或OLED屏幕，需要背光驱动 电路提供均匀、稳定的亮度。
02
针对小尺寸、薄型化和轻量化 等特点，背光驱动电路的设计 需要采用高度集成的芯片和简 洁的电路设计。
更复杂的软件编程
由于背光驱动电路需要更多的智能化功能，因此需要更复杂的软件 编程和调试来保证其稳定性和可靠性。
LCD电视背光驱动电路设计
LCD电视背光驱动电路设计挑战分析和方案设计LCD电视应用中可以采用多种架构产生驱动CCFL所需的交流波形，驱动多个CCFL时所要面对的三个关键的设计挑战是选择最佳的驱动架构、多灯驱动、灯频和脉冲调光频率控制。
本文对四种常用驱动架构进行了对比分析，并提出多灯设计中解决亮度不均以及驱动频率可能干扰画面等问题的方法，并给出基于DS3984/DS3988的电路方案。
液晶显示器(LCD)正在成为电视的主流显示技术。
LCD面板实际上是电子控制的光阀，需要靠背光源产生可视的图像，LCD电视通常用冷阴极荧光灯提供光源。
其他背光技术，例如发光二极管也受到一定的重视，但由于成本过高限制了它的应用。
由于LCD电视是消费品，压倒一切的设计考虑是成本—当然必须满足最低限度的性能要求。
驱动背光灯的CCFL逆变器不能明显缩短灯的寿命。
此外，由于要用高压驱动，安全性也是一个必须考虑的因素。
LCD电视应用中，驱动多个CCFL时所要面对的三个关键的设计挑战是：挑选最佳的驱动架构；多灯驱动；灯频和脉冲调光频率的严格控制。
挑选最佳的驱动架构可以用多种架构产生驱动CCFL所需的交流波形，包括Royer(自振荡，self-oscillating)、半桥、全桥和推挽。
表1详细归纳了这四种架构各自的优缺点。
1. Royer架构Royer架构(图1)的最佳应用是在不需要严格控制灯频和亮度的设计中。
由于Royer架构是自振荡设计，受元件参数偏差的影响，很难严格控制灯频和灯电流，而这两者都会直接影响灯的亮度。
因此，Royer架构很少用于LCD电视，尽管它是本文所述四种架构中最廉价的。
图1：Royer驱动器简单，但不太精确。
2．全桥架构全桥架构最适合于直流电源电压非常宽的应用(图2)，这就是几乎所有笔记本PC都采用全桥方式的原因。
在笔记本中，逆变器的直流电源直接来自系统的主直流电源，其变化范围通常在7V(低电池电压)至21V(交流适配器)。
有些全桥方案要求采用p沟道MOSFET，比n沟道MOSFET更贵。
2023年中大尺寸LCD屏的LED背光策略报告模板
03
中大尺寸LCD屏的背光需求
Backlight requirements for medium to large-sized LCD screens
LED背光
高亮度
颜色准确度
能效
大尺寸LCD屏
电视
亮度需求
成本控制
中大尺寸LCD屏的背光需求
中大尺寸LCD屏的背光策略
在选择LED背光技术时，应考虑中大尺寸LCD屏的显示效果、功耗、成本等因素。常见的LED背光技术包括侧光式背光、直下式背光和导光板背光。侧光式背光具有结构简单、成本低、亮度均匀性好的优点，但亮度上限较低；直下式背光具有亮度高、色温调节范围广的优点，但结构复杂、成本较高；导光板背光具有成本低、厚度薄的优点，但亮度均匀性较差。综合比较，应根据产品需求选择适合的背光技术。
稳定性控制对LED背光控制的重要性
中大尺寸LCD屏的LED背光控制策略
亮度控制策略
1.LCD屏亮度控制策略：能耗与显示效果的关键
2. 亮度均匀性：为了保证屏幕的亮度均匀性，需要采用合适的亮度控制策略。例如，可以通过调节LED灯珠的亮度来实现均匀性。
3. 亮度范围：中大尺寸LCD屏的亮度范围通常在0-100%之间，可以根据需求进行调整。如果需要更高的亮度，可以选择更高亮度的LED灯珠或采用多个LED灯珠并联的方式。
4. 亮度稳定性：为了确保屏幕的亮度稳定，需要采用稳定的电流源来驱动LED灯珠。同时，可以采用恒定温度系数的方法来保持亮度的稳定性。
5. 能耗：亮度控制策略也会影响能耗。在选择亮度控制策略时，需要考虑能耗的影响，以降低屏幕的能耗。
温度控制策略
1.LED背光温度控制对LCD屏幕性能影响重大
1.
2.
高亮度与低功耗，中大尺寸LCD屏的LED背光策略的优势
为不同功率应用选择适合的LED驱动电源方案 (1)要点
为不同功率应用选择适合的LED驱动电源方案 (1)近年来，高亮度发光二极管(HB-LED)市场快速发展。
LED光效不断增高，平均每流明光输出的成本也持续下降，使其应用范围不断拓宽，除了已经在屏幕尺寸小于4英寸的便携设备背光及体育场馆大型显示屏等应用中占据主导地位，更向汽车、中大尺寸液晶显示器(LCD)背光及通用照明等市场渗透，发展前景非常可观。
以电灯泡和荧光灯管替代、嵌灯、街灯及停车灯、工作照明灯(台灯、橱柜内照明)、景观照明、广告牌文字电路、建筑物照明等通用照近年来，高亮度发光二极管(HB-LED)市场快速发展。
LED光效不断增高，平均每流明光输出的成本也持续下降，使其应用范围不断拓宽，除了已经在屏幕尺寸小于4英寸的便携设备背光及体育场馆大型显示屏等应用中占据主导地位，更向汽车、中大尺寸液晶显示器(LCD)背光及通用照明等市场渗透，发展前景非常可观。
以电灯泡和荧光灯管替代、嵌灯、街灯及停车灯、工作照明灯(台灯、橱柜内照明)、景观照明、广告牌文字电路、建筑物照明等通用照明市场为例，据估计，当前LED照明(或称固态照明，英文简称SSL)的应用比例低于1%，2008年LED驱动器及相关分立器件的市场规模(SAM)仅为约6.88亿美元，预计到2012年市场规模将增长至13.08亿美元，年复合增长率高达17.4%。
因此，LED通用照明成为热点市场。
本文旨在探讨LED通用照明市场不同功率范围及不同电源供电应用的要求，以及适用的LED驱动器及相关元器件，帮助照明设计工程师尽择适合的元器件方案，加快上市进程。
不同功率AC-DC供电LED通用照明应用要求及方案不同功率的交流-直流(AC-DC) LED照明应用所适合的电源拓扑结构各不相同。
如在功率低于80 W的应用中，反激拓扑结构是标准选择；而在讲究高能效的应用中，谐振半桥双电感加单电容(HB LLC)是首选。
安森美半导体提供覆盖宽广功率范围的AC-DC LED照明方案，表1列举了几种典型的安森美半导体AC-DC LED照明方案。
LCD液晶背光用白光LED驱动解决方案
LCD液晶背光用白光LED驱动解决方案LCD目前较常采用CCFL作为背光光源，但因CCFL 背光驱动线路复杂，要求驱动电压高及演色性能力等因素，再加上背光的光源是系统中耗电量最大的部分，所以在功率限制日趋严苛的情况下，目前已逐渐被产业讨论将使用LED作为代替。
为满足节能及环保的需求，针对不同应用与不同的功耗范围，全球许多政府及能源机构的各种新的能耗标准也纷纷出炉。
同时，更加严格的规范也在制定中。
降低能耗成为一项无法回避的重要议题，所以对电源管理也提出了更高的要求。
LED控制正向电流方案LED是由电流驱动的器件，其亮度与正向电流呈比例关系。
有两种方法可以控制正向电流。
第一种方法是采用LEDV-I曲线，一般利用一个电压电源和一个整流电阻器，来确定产生预期正向电流所需要向LED提供的电压。
但这种方法有一些缺点，如LED正向电压的任何变化都会导致LED电流的变化。
假设固定电压为3。
6V、电流为20mA，当电压变为4。
0V时，温度或制造变化会引起的特定压变，那么电流将可能降低到14mA。
所以正向电压出现较大变化时，会导致更大的正向电流变化，另外，压降和功耗也都会浪费功率和降低电池使用寿命。
第二种方法是利用固定电流来驱动LED。
固定电流可消除正向电压变化所导致的电流变化，因此，可产生固定的LED亮度。
利用固定电流只需要调整通过电流检测电阻器的电压，而不用调整电源的输出电压。
电源电压和电流检测电阻值决定了LED电流，在驱动多个LED时，只需串联就可以在每个LED中达到固定电流。
而在驱动并联LED时，必须在每个LED串中放置一个整流电阻，但这样将会导致效率降低和电流失配。
由于便携式应用中，电池的使用寿命是整体应用关键。
所以LED驱动器必须达到高效性。
不过，LED驱动器的效率测量与典型电源的效率测量是有些不同。
典型电源效率测量的定义，是输出功率除以输入功率。
而对于LED驱动器来说，输出功率并非是相关参数，反而预期LED亮度所需要的输入功率值才是重点。
大屏幕液晶显示屏背光灯及高压驱动电路原理及电路分析 3
大屏幕液晶显示屏背光灯及高压驱动电路原理及电路分析（三）【郝铭原创作品请勿转载请勿链接】TLM3277液晶电视背光灯驱动稳定保护电路工作原理背光灯驱动电路向背光灯管供电并点亮背光灯管，要求液晶屏整个屏幕亮度均匀、稳定。
在实际应用中，由于电源、灯管特性、温度等原因等的影响会造成发光亮度不稳定，此时要求背光灯高压驱动电路要有自动稳压、稳流功能。
又由于液晶屏是多灯管点亮，当某只背光灯管异常损坏或者性能不良，该灯管不亮或亮度极低，液晶屏即出现亮度不均匀甚至出现暗区，这是不能允许的，此时要求背光灯高压驱动电路能进行保护性关机。
为了解决上述问题，在背光灯高压驱动电路上设置了；自动检测输出电压、自动检测灯管电流，并稳定电压、电流的自动检测控制电路。
当某只背光灯管异常损坏或者性能不良出现暗区时，有故障的灯管会无电流或电流极小，此时背光灯高压驱动电路设置检测控制电路，检测灯管异常电流，并控制整个背光灯高压驱动电路停止工作（黑屏），等待检修的。
图1 所示是该背光灯驱动电路的电压、电流稳定控制及自动检测保护电路的示意图。
【郝铭原创作品请勿转载请勿链接】图中，高压变压器的L3是输出电压的取样绕组、电阻R是灯管电流取样电阻。
L3的取样电压经过电压反馈电路加到BD9884FV的电压反馈输入引脚10，R上的取样电压Ui（经D502、C1整流滤波，反映灯管工作电流大小）经过电流反馈电路加到BD9884FV的电流反馈输入引脚9，这两路反馈电压进入BD9884FV后，和引脚1来的亮度工作PWM信号一起加到PWM亮度调制电路，完成亮度控制及亮度稳定的作用。
同时R上的取样电压进入比较控制电路IC502和基准电压进行比较，当灯管衰老、损坏时取样电压大幅变化，比较控制电路动作输出控制电压进入BD9884FV 的引脚17，使振荡器停止工作整个电路停止工作。
图1图2具体电原理图如图2所示，一．电压、电流反馈电路；（第一通道）工作原理；电压反馈电路；TI的L2、R553、R554、D510、BD9884FV的10脚组成电压反馈电路。
LED背光时代正来临大中尺寸成新关注点
LED背光时代正来临大中尺寸成新关注点近年来，LED在背光应用方面得到了长足发展，不但在小尺寸LCD的背光应用中得到普及，而且开始迈入需要更高性能和更长工作时间的中大尺寸LCD显示屏背光应用，如GPS、P-DVD、数码像框（DPF）、及上网本等设备。
据数据分析，LED背光显示器将在今年成为全球显示器市场主流机型，这比先前2022成主流的预期向后推迟了一年。
其它领域，LED背光笔记本的份额目前达到60-70%,LED背光电视份额则将在今年上升到15-20%。
2007年以前，LED的主要应用领域是手机背光源，2022年LED背光在、显示器和NB的带动下发展异常耀眼，更有机构表示，LED背光面板不只是未来发展趋势，更是即将发生的现在式。
而2022年，中大尺寸显示屏背光源将推动LED产业的高速增长，2022年LED背光源将是LED行业不可错过的一个热点，那么2022年LED背光源有哪些应用热点值得我们期待呢？第一大应用热点是智能手机和3G手机；第二大应用热点是以MID、智能本、PMP、上网本为代表的便携式个人消费电子；第三大应用热点是数字平板电视；第四大应用热点是大尺寸LED背光；第五大应用热点是医疗影像系统和家用医疗设备。
背光时代正来临取代CCFL主流地位指日可待CCFL背光源存在高压、光源寿命短、耗电、材料不环保等问题，这使得具备低压、体积孝寿命更长与环保等优势的LED背光方案从手机扩展至中高尺寸的LCD应用系统，目前笔记本电脑有50%以上都是采用LED作为背光源，而2022年以来发展迅猛的上网本亦是如此，在LCD和TV中，LED背光的渗透率也占到5%。
LED背光昔日为人诟病的高成本和尺寸限制问题正快速得到改善，整体渗透率未来将继续快速提高，预计LED背光技术的渗透率将由2022年的3%增加到2022年时约为39%,同时到了2022年，LED背光技术渗透率更将达到78%水准。
LED背光已成为大尺寸面板主要发展趋势，采用LED背光面板出货成长将非常快速；根。
升压式高亮度LED背光驱动电路设计
升压式高亮度LED背光驱动电路设计
升压式高亮度LED背光驱动电路设计
前言：由于LCD面板本身无法产生光源，所以，必须利用背光的方式将光投射到面板上，让面板产生亮度，并且亮度必须分布均匀，而获得画面的显示。
以目前来看，大多数的LCD背光是利用CCFL及led来作为背光源，尤其在中、大尺寸的部分，大多是使用CCFL背光源。
随着消费者对于色彩的要求，根据实验，LED可以达到超过100％的NTSC色谱，由于LED可以提高面板色彩的表现能力，并且加上没有太大的环保问题。
目前许多业者都已逐渐将部分的产品导入利用LED作为背光源。
?
本文将以Supertex的以HV9911为例，来提供读者升压式高亮度LED 背光驱动电路设计的相关讯息。
升压电路设计特色
升压电路是用来驱动LED的串联电压高于输入电压（图1），并且有以下的特色：
1.此电路可被设计在效率高于90％下操作。
2. M=SFET的（Source）与LED串共地，这简化了LED电流的侦测（不像降压电路必须选择上侧FET驱动电路或上测电流侦测。
但是升压电路。
便携设备LCD背光LED驱动方案简述
便携设备LCD背光LED驱动方案简述进入二十一世纪，能源消耗日益成为囫囵人类社会关注的焦点。
出于对于照明的基本需求，如何更有效的利用各种能源产生更多的照明，成为探究新的照明技术的巨大驱动力。
从原始的燃料照明到白炽灯，从荧光灯到各种发光材料的探究，催生出照明技术。
在如今社会，各种媒体设备照明环境需求的差异化，进一步促进了人类探究如何利用各种高亮度LED举行照明。
LED在照明方面的应用已经吸引广泛关注。
一、LED基本原理及性能特点首先我们来介绍一下LED的基本原理以及性能特点。
LED的基本结构是一块电致发光的材料，置于一个有引线的架子上，然后四面用环氧树脂密封，起到庇护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。
发光的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。
在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能挺直转换为光能。
PN结加反向，少数载流子难以注入，故不发光。
当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压)，从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到不同色彩的光芒，光的强弱与电流有关。
LED光源具有以下特点：1. 电压：LED正向导通工作电压较低，可以用法低压电源驱动，供电电压按照终于产品不同而异，是一个比较平安的照明设备，特殊适用于公共场所。
2. 效能：同等照度的状况下消耗能量较同光效的白炽灯削减80%。
3. 适用性：每个单元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制备成各种外形的器件，并且适合于易变的环境。
4. 稳定性：通常为10万小时，光衰为初始的50%。
5. 响应时光：其白炽灯的响应时光为毫秒级，LED灯的响应时光为纳秒级。
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一款大尺寸电视用LED背光源设计与开发开题报告
一款大尺寸电视用LED背光源设计与开发开题报告一、研究背景及意义近年来，随着科技的不断进步与人们物质生活水平的提高，大尺寸电视需求量也随之增加。
而LED背光源是目前大尺寸电视的主流背光源。
相比传统的CCFL背光源，LED背光源具有节能、长寿命、稳定性好等优点。
因此，为大尺寸电视设计和开发高质量的LED背光源变得越来越重要。
本文旨在研究大尺寸电视用LED背光源的设计和开发，探究如何使LED背光源在特定电压下，实现最大光效和稳定性，满足大尺寸电视对背光源的需求，提高大尺寸电视的画质和使用寿命。
二、研究内容1.调研现有的LED背光源技术，分析其优点和缺陷，寻求改善方法。
2.设计大尺寸电视用的LED背光源，根据电视的大小和要求，确定LED的数量和排布方式，并通过仿真和实验验证效果。
3.研究LED背光源的控制电路，探究如何实现LED的亮度调节和稳定工作。
4.优化LED背光源的结构，为其提供更好的散热和保护，延长其使用寿命。
三、研究目标1.研究开发一款大尺寸电视用的LED背光源，使其具有高效、均匀的照明效果，增强电视的画质和视觉效果。
2.设计出稳定的LED背光源控制电路，实现对LED亮度的精确调节和稳定工作。
3.优化LED背光源的结构和散热设计，延长其使用寿命，提高其可靠性。
四、研究方法1.文献研究法：对现有的LED背光源技术进行综述和归纳，了解其优点和不足，进一步寻找改进方法，并对LED背光源设计和控制电路研究进行文献调研和论文阅读。
2.仿真和实验研究法：对LED背光源进行仿真分析，提前评估LED 背光源的性能，确定LED数量和排布方式；然后从实验的角度，对LED 进行性能测试和实验分析，验证LED背光源的功能和可行性。
3.结构设计和分析法：对LED背光源的结构进行设计和分析，通过CAD软件进行绘图和建模，考虑散热和保护等因素，为LED背光源提供结构保护和散热条件以及延长其使用寿命。
五、预期成果本次研究的预期成果是研发一款高效、均匀的大尺寸电视用LED背光源，在特定电压下，实现最大光效和稳定性，为电视提供更好的画质和视觉效果。
LCD背光应用中的LED电源管理策略
LCD背光应用中的LED电源管理策略发布商：Catalyst半导体时间：2006-11-01 浏览2554次【字体：大中小】大多数小尺寸彩色LCD显示器都采用白光LED作为背光。
这类系统通常涉及带有LED驱动电路的手持设备，这些LED驱动电路由输出电压随时间变化的电池供电。
因此，最佳LED驱动电路设计要求系统的方法，包括电池类型、LCD特性、系统功耗要求和效率、LED驱动器IC及其外部器件、PCB布局和器件布局、LED驱动器可能产生的噪声，以及手机应用中的RF抑制等内容。
目前，使用最广泛的电池是锂离子电池。
这种电池的满电量电压为4.2V，但当电池放电时，电压下降到3.2V，因此驱动器电路必须恰好工作在这一输入电压范围内。
功率需求会影响LED的亮度和效率。
LED的光输出与其电流成正比，因此为保持亮度不变，就需要专用驱动电路来控制LED阵列的每个LED，以使其保持恒定电流。
当设备工作在低温条件下或者电池电压很低时，也必须如此。
在大多数背光设计中，白光LED沿LCD一侧均匀间隔排列。
LED的数量与LCD尺寸成正比。
有些LCD已经集成了以串联或并联方式连接的LED。
一般情况下，较大尺寸的LCD要求采用串联LED拓扑结构，某些情况下甚至要求多个LED串并联。
串联配置有益于确保一行中的所有LED都保持相同电流，从而式这些LED 在整个面板上具有相同亮度。
串联拓扑结构的好处是与LCD的连线最少，这通常可以通过采用小尺寸、低成本的挠性PCB来实现。
图1：分数电荷泵IC可为白光LED提供3个并行输出。
LED配置和驱动器IC用于背光的小尺寸白光LED一般在通过20mA电流时的正向电压为3.4V。
这些LED所要求的电压可能比电池能提供的电压高，因此必须对其驱动电压进行升压。
在LCD设计中提高LED电压有两种方法：采用电容性电荷泵拓扑结构或电感性升压转换器。
串联拓扑通常采用电感性升压LED驱动器，而并联LED拓扑则一般带有分数电荷泵IC。
为背光LCD和电视选择LED驱动IC
为背光LCD和电视选择LED驱动IC为背光LCD和电视选择LED驱动IC时间：2009-02-01 12:17:55 来源：今日电子/21IC 作者：飞思卡尔半导体公司Michael Jennings 发光二极管（LED）的内在品质使它能够替代冷阴极荧光灯管（CCFL）成为下一代电视机、台式机和笔记本显示器的背光解决方案。
LED的功耗远小于CCFL，寿命比后者长5倍，效率更高，显示器厚度更薄，亮度调节的精细度更小，使用低电压驱动器，而且本身就更加环保，因为LED与CCFL不同，它不含有汞或其他有害物质。
不过，所有这些特性都只有在LED背光阵列与驱动IC 之间实现很好的匹配之后才能得到完全的发挥。
因此，设计人员只有在了解驱动IC的关键特性及功能之后，才能选出最适合应用需求的驱动IC。
浏览一下驱动IC的数据单，会发现有许多参数需要考虑，本文将介绍的参数和功能是其中最重要的。
参数 这些规范中的第一条是驱动IC能够接受的输入电压。
如果输入电压范围较窄，那幺它能够应用到的范围就比较小。
此外，这样的IC芯片可能无法承受较大的输入电压摆幅以及在使用中总是存在的一些其他瞬态条件。
驱动芯片的最大输出电压也很关键，因为每个LED都会产生1～4V的电压降。
驱动芯片必须有足够高的输出电压，以提供阵列中多个LED所产生的电压降。
最大输出电压和通道数决定了它能够支持的LED数量。
这一结论同样适用于驱动芯片能够为每个通道提供的最大电流。
它能够提供的电流必须与每种设计相匹配，重点在于所使用的LED类型。
大多数便携式应用中所使用的LED需要20～30mA的电流，而显示器和电视中的LED通常会消耗40～120mA（不过在有些应用中LED需要高达350mA的电流）。
一般而言，输出电压和输出电流的值越大越好，但是要注意到，高输出的驱动芯片的成本通常要高于低输出的同类产品，因此对驱动芯片和应用进行严格匹配可以节省设计成本。
驱动IC可以提供的通道数是从几个到16个，甚至更多。
LED电视大尺寸多灯条高效背光驱动和电源一体化技术的设计与实现
LED电视大尺寸多灯条高效背光驱动和电源一体化技术的设计
与实现
LED背光源驱动电路系统是决定大尺寸液晶电视可靠性、色温、寿命与环保节能的关键。
本文以可靠性、高效率为宗旨,对相关拓扑结构电路及已有电路系统进行分析,将LLC拓扑的优势创新性应用于LED背光驱动,并与稳定的AC/DC
电源电路整合设计,实现对LED背光源高可靠性、高效率的驱动。
然后对所设计的电路系统进行板级实现及详细的测试验证。
并在如下几个方面实现了创新：系统架构方面：利用LLC拓扑电路工作效率高、双向输出的特点,创新性的使用电容平衡技术实现双路恒电流驱动LED背光源,改变传统模式中两串灯条需要两路升压驱动系统的状况,提高了LED灯恒流控制的稳定性与准确性,并实现去掉电解电容的使用,消除电解电容因电解液高温易蒸发而影响寿命的瓶颈,从而大大提高系统可靠性,同时LED驱动效率可提高到92.5%以上。
电路低功耗高效率设计方面：首先,通过选用具有低待机功耗功能的反激芯片NCP1271,设计在待机条件下用跳频方式降低待机功耗,实现待机功耗小于“能源之星”0.5W的标准。
其次,前级采用高效的主动PFC电路进行功率因数校正,
将电源输入的功率因数提高到接近于0.99,配合高效稳定的LLC谐振电路,实现
高效率,节能的系统。
背光驱动方面：采用TL431搭建保护功能主电路,使过流保护、过压保护、开路保护、短路保护以及过功率保护都能可靠的实现。
保证了背光系统出现问题及时保护,防止安全事故出现。
本文设计实现的LED背光驱动电路系统对LED驱动电路的研究和应用具有-定的参考意义,并对LED背光源的液晶电视产品具有一定的应用价值和经济价值。
大功率LED作为大屏幕液晶显示器背光的电流分配问题解决方案要点
大功率LED作为大屏幕液晶显示器背光的电流分配问题解决方案因为冷阴极荧光灯(CCFL)成本非常低，通常大屏幕液晶显示器(LCD)使用CCFL 作为背光源产生均匀的白光。
不过将发光二极管(LED)用作背光灯正在引起主要制造商们的注意。
LED在尺寸、能量效率、光谱纯度、机械强度、可靠性和消除汞等有害物质方面都胜过CCFL。
白光可以来自单个白色LED；也可以由三个独立的色谱与LCD像素色彩滤波器非常匹配的R-G-BLED产生。
该技术可以大幅提高发光效率和色彩范围，从而使显示效果更加清晰、鲜艳。
目前采用C因为冷阴极荧光灯(CCFL)成本非常低，通常大屏幕液晶显示器(LCD)使用CCFL作为背光源产生均匀的白光。
不过将发光二极管(LED)用作背光灯正在引起主要制造商们的注意。
LED在尺寸、能量效率、光谱纯度、机械强度、可靠性和消除汞等有害物质方面都胜过CCFL。
白光可以来自单个白色LED；也可以由三个独立的色谱与LCD像素色彩滤波器非常匹配的R-G-B LED产生。
该技术可以大幅提高发光效率和色彩范围，从而使显示效果更加清晰、鲜艳。
目前采用CCFL背光灯的LCD只能产生70-80%的NTSC制颜色，而采用LED背光灯的新型显示器可以产生NTSC制式中定义的所有颜色，甚至还能产生NTSC定义范围之外的颜色。
利用LED超快的开关时间，背光强度可以被调节，从而进一步增强图像对比度，减少快速运动图像产生的拖尾现象。
想在小屏幕LCD监视器(一般是19英寸)中替换CCFL，可以在外壳四周部署三色LED器件来代替CCFL管。
通常只是光源被更换(从CCFL到LED串)，外壳、光导和光膜可以保持不变。
而对较大尺寸的LCD(20英寸以上)而言，由于要求较高的光通量，可以在LCD面板背后直接部署LED矩阵，并使必要的扩散层和光膜夹在这些LED矩阵之间。
LED矩阵大小随面板尺寸而变，一般为几百个LED。
为了确保均匀的照明，需要在标准的光膜上使用专门的衍射散射层。
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针对中大尺寸LCD背光应用的LED驱动策略美信集成产品有限公司战略应用工程师王新摘要: LED背光源取代冷阴极管背光源已成为趋势，本文简要地介绍了LED的基本光电特性，并解释了需要恒流驱动LED及PWM调光的原因。
在此基础上，介绍了目前应用在中大尺寸LCD背光上的几种LED驱动方案，并简要比较了各自的优点和不足。
关键词: LCD, 背光，LED, 恒流驱动，PWM调光，均流1． LED背光源取代冷阴极管背光源已成为趋势面对全球环境保护意识日益高涨，产生了针对含有对环境有害物质的电子产品的限制与欧盟电子电机设备中危害物质禁用指令(Restriction of the use of certain hazardous substance in EEE, RoHS)。
因此全球各地液晶显示屏(LCD)面板、模块厂商均积极地寻求冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)的替代解决方案。
与传统CCFL背光源相比，LED除了因为不含汞而符合环保要求之外，还具有色彩还原好、响应速度快、节能、安全、寿命长、体积小等优点。
LED所具有的这些优势，正吸引着越来越多的厂商开始研制LED背光源, 在小尺寸的背光应用中, LED背光源已经基本取代了CCFL, 而成为背光源的主流, 而全球中大尺寸液晶屏模块，特别是大屏幕液晶电视的大幅增产必然带动其背光的产量提升。
在中大尺寸液晶屏的应用中，LED背光源取代冷阴极管背光源也已成为趋势，未来必将成为LED产业增长的热点。
与用在手机等便携式产品上的小尺寸液晶屏的LED背光驱动方案不同，当液晶屏的尺寸逐渐增大时，需要几十甚至几百个高亮度LED同时点亮以提供足够的光源。
这往往意味着更高的驱动电压，更大的驱动电流，更严格的散热要求，更灵活的控制方式，更重要的是LED之间的电流匹配与均流。
这就对中大尺寸液晶显示屏的LED背光驱动提出了更高的要求。
2．LED的基本光电特性及其驱动器要求在了解LED的基本光电特性的基础上，电源驱动才能匹配LED的特定需要，才能够实现更完善的驱动策略。
LED实际上也是一种半导体器件。
在LED的制造过程中，如图1所示，在3英寸的LED晶圆外延片上，可以制造出大约3万粒左右的5mmLED的芯粒，然后再进行封装，测试，分拣，最后才能够得到可以使用LED产品。
但在3英寸的外延片上制作的芯粒是可以分成很多BIN的．像蓝色部分的芯粒是整块外延片上比较好的芯粒，越往外芯粒越不稳定，最外面的边缘地带的芯粒，是整个外延片上质量最差的。
所以实际上一块LED外延片上的LED芯粒的前向导通电压值、波长和光亮度都是不一样的，因此可以分成很多的BIN。
而不同厂家不同批次的生产过程中，由于在晶圆生成，切割，封图1 LED晶圆片装等环节的环境不可能完全一致，在出厂前的得到的LED产品之间实际上存在着较大的差异。
最后在市面上出售的LED，实际上是厂家已经按照波长和光亮等，进行筛选和分类之后的结果。
由于LED在导通时，其电流的变化率远大于前向导通电压的变化率，因而测试其光学特性及分类时，大多基于一致的额定电流值（比如20mA或者350mA），再给出前向导通电压的变化范围，这样的结果，就是要获得预期的亮度要求，并保证各个LED亮度、色度的一致性，需要相同的驱动电流。
同时为保证可靠性，驱动LED的电流必须低于LED额定值的要求。
而且，当环境温度升高时所允许的额定电流会降低。
由此可见，用LED为显示器或其他照明设备做背光源时，需要对其进行恒流驱动，避免驱动电流超出最大额定值，影响其可靠性。
由于LED出厂前的检测及分类，只是基于一致的额定电流值，因而出售的LED在额定电流值附近区域，其光学特性会很一致。
但在距离额定电流值较远的区域，即使用相同的驱动电流，LED之间的光学特性也会出现较大的偏离。
需要较低亮度时，一般会直接减少通过LED的电流，这样LED之间的亮度就可能存在很大的差异。
比如，如果同样用5mA 的电流驱动两个额定值为20mA的LED，其总体亮度会减少，但两个LED之间的亮度差异也会增加许多。
中大尺寸LCD背光应用中需要几十甚至几百个高亮度LED同时点亮，如果其流过的电流偏离LED的额定值太多，即使流过每个LED的电流是相同的，也会出现亮度不均匀的情况。
实际的运用中，一般采用PWM调光来解决这个问题。
相对于模拟调光中直接控制流过LED的电流，PWM调光可以实现流过LED的电流保持在额定值，通过控制LED 点亮或者熄灭的占空比来调节亮度，仍可以保持LED之间的亮度一致性。
3．中型尺寸的LED背光源驱动方案12英寸到17英寸的中型尺寸LCD主要应用于便携式DVD，笔记本及车载导航仪等的显示。
其背光应用的LED驱动策略是在小尺寸液晶屏的LED背光驱动方案的基础上发展起来的，并且与目前的CCFL背光驱动在接口上尽可能相兼容，用户只需要将其背光源由CCFL 灯管换成铝基的LED发光条，同时将高压复杂的交流驱动器换成低压简单的直流驱动器即可，其综合成本与传统的CCFL背光模块相比，已经很接近。
与小尺寸LCD的LED背光相比较, 目前中型尺寸的LED背光方案中更多地只是增加了LED的数量, 并将串并联后LED组作为一个整体负载来考虑，通过控制流过这个LED组的总体电流来调节LCD屏的亮度。
如图2所示的LDO驱动LED组是比较常用的驱动方案。
它充分利用了CCFL驱动器所要求的12V的直流输入电压，通过外置的采样电阻R1，设定输出的总电流值，LDO即可保持输出的总电流恒定，并且支持PWM调光。
MAX16803可直接支持高达350mA的电流，外接BJT时，总电流可以高达2A。
其系列的MAX16804将PWM发生器也集成在芯片内部，可直接支持模拟调光信号，进一步简化的电路设计。
LDO驱动LED组最大的优势在于电路非常简单，而且基本没有EMI的问题，比较适合和LED灯组做在一起，直接放置在LCD 屏内。
其主要的问题是效率比较低，因为输入电压和LED组所需要的实际驱动电压之间的电压差都加在MAX16803这个LDO上，当这个压差比较大时，不仅整体效率低，而且MAX16803发热比较大。
而且由于LED组内部并联的各LED串之间并不存在均流机制，只能依靠选择前向导通电压比较一致的LED 来尽可能地减少串与串之间电流分配不均的影响。
图2 中型尺寸的LCD 背光：LDO 驱动LED 组为提高整个LED 组的驱动效率，用开关电源代替LDO 是最直接的方法，如图3所示。
相对于LDO的驱动，用开关电源最大的好处是提高了整体的驱动效率。
MAX16819的输入电压在4.5V-28V ，使得LED 背光模组既可以兼容原来CCFL 的输入电压，也可以由电池或者适配器直接供电，减少电源变换环节，提高系统的整体效率。
并且，此方案也直接支持PWM 调光。
跟LDO 驱动LED 组一样，即使用开关电源驱动LED 组也无法从根本上解决各LED 串之间电流分配不均的影响。
图3 中型尺寸的LCD 背光：开关电源驱动LED 组LED 组的总电流控制不能实现各个LED 串之间的电流平均分配，即使选择电气参数较为一致的LED(这意味着LED 成本会有大幅上升)，在相同的驱动电压下，LED 组中总导通电压高的LED 串，可能导通不充分；总导通电压低的可能过导通，流过超出其额定值的电流，结果就是发光不太均匀而且有的LED 可能会提前损坏。
为消除这种隐患，可结合开关电源与LDO 各自的特点，LED 组的总供电由开关电源来实现，提高系统整体效率；每一串（即每一条支路）中串联的LDO 来检测通过此支路LED 中的电流，LED 组共用的总输出电压与各LED 串实际前向导通电压之间的电压差由串联的LDO 承担，从而实现各串之间的电流相同。
如图4所示，在每一个LED 支路的回路中，MAX16807均内置了一个LDO ，根据通过的LED 电流，可自动调节输入端口的电压值，即每一串LED 支路上的实际负载电压，使之每条支路的LED 电流均与设定的值一致。
系统还可以通过I2C 控制每一支路上LED 的开关及PWM 调光的占空比。
L1D1每路可串联10个白光LED,即每组可恒流驱动近80个LED 。
单路电流可设定，最大可达55mA 。
图4 中型尺寸的LCD 背光：开关电源+LDO 驱动8串LED4．大型尺寸的LED 背光源驱动方案21英寸及其以上的LCD 屏主要应用于大屏幕液晶电视等的显示。
大屏幕液晶电视有更大的显示面，并且要求更高的亮度，就需要使用更多的，更大功率的LED 。
对于驱动而言，则必须保证给每条支路都能够提供足够的驱动电流，并使各LED 支路之间的电流能够匹配。
MAX16809/MAX16810跟MAX16807有类似的架构，但可直接驱动16路LED 支路，每路的电流可以达到55mA ，每路的电压也可达到36V ，可直接驱动224个红色LED 或者160 白光，蓝光或者绿光LED 。
如图5所示，对于大屏幕液晶电视的上千个背光LED 的驱动任务来说，是一个性价比较高的方案。
D1L1图5 大型尺寸的LCD 背光：MAX16809驱动16串LED另一种可行的方案是在整体亮度不变的前提下，增加单个LED 的发光量，这样可以减少LED 的数目，提高系统的整体可靠性。
比如用350mA 的大功率高亮度LED 代替20mA 的小功率高亮度的LED ，如图6所示，用MAX5094将电压升到近40V ，然后用三片MAX16803分别驱动红，绿，蓝色的单颗功率为1W 的大功率高亮度LED 串，每串可串联10颗LED ，并通过各自的PWM 脚进行数字调光，再将不同亮度的这三种基色进行混光，可形成几乎任意可控的色彩。
图6 大型尺寸的LCD 背光：开关电源+LDO 驱动350mA 的R G B 的LED 串,5．小结及展望LED背光源取代冷阴极管背光源已成为趋势，中大尺寸的LCD的LED背光驱动在各方面的利好因素带动下，正稳步推进。
随着高亮度LED的价格瓶颈渐渐打破，LED的光效不断提升，LED的背光应用将越来越普遍。
而LED的驱动方案，始终紧贴LED的特性，确保最大限度地发挥出LED的优势，随着LED的改变，也将不断涌现出新的驱动方案。