如何调节您的WLED背光驱动器VIP专享VIP免费

如何调节您的WLED背光驱动器2012-03-1513:51如何调节您的WLED背光驱动器（HowtodimyourWLEDbacklightdriver）作者：JeffFalin，德州仪器(TI)现场应用工程师相比荧光灯，白色发光二极管(WLED)具有许多优势。这些优势包括其为一种固态器件和定向光源。它们的工作电压更低，且拥有更宽的亮度调节范围。另外，在进行亮度调节时，它们还具有更为线性的亮度变化。许多显示器的电子器件现在都使用WLED型背光。如果没有正确理解每一种方法的实施原理，以及每一种方法的好处和局限性，要选择正确的LED调节方法具有一定的挑战性。在简要回顾LED供电原理以后，本文将从利弊两方面概述两种LED亮度调节方法。通过我们的叙述，您可以轻松地为具体应用选择正确的亮度调节方法和LED驱动器IC。配置一种为WLED供电的稳压转换器WLED的亮度随流过它的电流线性变化。假设每串的WLED电流精度最佳且WLED亮度一致，则LED驱动器应对LED的电流而非电压进行调节。图1显示了如何轻松地将任何一种可调输出稳压DC/DC转换器，重新配置为一个驱动多个串联WLED的恒流源，条件是其输出大于LED正向电压(VLED)压降之和。图1-可调输出DC/DC转换器为一个或多个WLED串提供恒定电流通过调节电流检测电阻器(RSENSE)的电压VSENSE，而非输出电压(VO)，驱动器实质为一个恒定电流源。这样使VO可以自由地自我调节，以适应SVLED的变化。WLED具有3.0V到4.0V的压降范围。压降与LED电流成正比例变化，而与温度成反比例变化。最近，一些低功耗驱动器使用一个或多个电流阱（实质为FET），来代替外部检测电阻器，如图2所示图2-集成电流阱的LED驱动器驱动器具有两种功能。它对电流阱FET的驱动电压进行调节，以达到相对于偏置电流合适的吸收器FET电流。同时，它还对集成DC/DC转换器（一般为增压转换器）的输出功率进行调节，以便FET具有该电流需要的最小漏-源电压。TPS61195便是这种具有一个集成增压转换器和八个集成电流阱的驱动器例子。脉宽调制亮度调节为了提高视觉体验和优化不同环境光水平的LED驱动器效率，更新型的LED电子背光以拥有较宽的亮度调节范围为傲。LED调节方法共有两种：脉宽调制(PWM)调节和模拟调节。图3显示了LED电流及其亮度在使用模拟和PWM调节方法时的变化情况图3-使用模拟和PWM调节时的灯管或LED电流情况要实现PWM调节，一个数字信号处理器(DSP)或者微控制器需在不同占空比(D)条件下发送一个PWM信号，开启和关闭图1所示驱动器的WLED驱动器转换器，或者图2所示驱动器的电流阱。因此，WLED串的平均电流为占空比乘以最大电流，即ILEDavg=DXILEDmax。由于LED的最大电流相同，因此PWM调节结果是一种非常线性的亮度变化。另外，由于LED的发射光谱随其压降变化，而压降又随ILED（始终保持最大值）变化，因此使用PWM调节方法时LED背光的色度（其色彩度及色调，即其实际“白”程度）极好。PWM调节的主要缺点是可听噪声。如果PWM信号用于开启和关闭转换器，则驱动器的最大调节比受限于转换器启动，对输出电容充电，然后稳定达到其各自最大电流所花费的时间。尽管WLED驱动器可能会有一些1MHz+开关频率下工作的转换器，但转换器的控制环路响应时间和/或启动时间范围为数百微秒到几毫秒。因此，为了适应驱动器稳定达到其最大电流的时间，PWM调节频率可以仅为数百赫兹。陶瓷输出电容器的压电特性，使电容器在可听范围（20Hz–20kHz）的PWM信号频率下充放电。它会振动，人耳可以听到电容器和印制电路板的运行，其听起来像振铃或者蜂鸣声。这种振动与电压变化幅度和陶瓷电容器封装尺寸成正比例关系。缩小电容器封装尺寸，可以减少这种振铃。图2所示驱动器通过开关电流阱，实现PWM调节。另一种方案是，如TPS61093等驱动器具有一个与LED串联的FET。FET被快速地开启和关闭，从而将LED从驱动器输出移除。两种方案中，第二电压反馈环路都提供了过电压保护，并在LED关闭时保持输出电容器的电压。由于输出电容器的电压变化得到了最小化，其振动和振铃也减少了。模拟调节术语模拟调节意思是LED本身的DC电流相对于占空比D变化。为了实现图1所示驱动器的模拟调节，DSP或者微控制器必须提供一个高于转换器调节电压的外部DC电压（或低通滤波PWM信...