小尺寸LCD液晶屏背光驱动电路布局(一)

文章出处：未知人气：发表时间：2021-08-24

近年来，小尺寸彩色LCD液晶屏使用的产品范围越来越广泛。彩色液晶屏一度被视为一种豪华配置，但现在，即使在入门级，彩色屏幕也已成为一种标准配置。幸运的是，显示行业的经济规模（全球移动电话年出货量接近10亿台）降低了LCD彩色屏幕的成本，并使其对其他产品的集成具有吸引力，如便携式医疗设备、通用娱乐遥控器、数字相框/图像查看器，教育玩具，或具有WiFi功能的最新VoIP无绳电话。

　　彩色LCD显示屏需要背光源，以便用户可以在任何照明环境下正常观看。背光子系统包括高亮度白光发光二极管（LED）阵列、漫射光的漫射器和背光驱动器，用于将可用电能稳定为恒定电流以驱动LED。1到1.5英寸的显示屏可能包含2到4个LED，而3.5英寸的显示屏可能很容易包含6到10个LED。对于LED而言，光输出与电流成正比，并且由于LED具有非常陡峭的电流-电压（I-V）曲线，因此流经LED的电流紧密匹配非常重要，以确保平衡背光，因为LED通常分布在LCD显示屏的一侧。此外，还需要软件控制，以允许用户调整亮度并补偿周围的照明环境。根据流过LED的电流，LED的色点可能会漂移。因此，通常将LED电流设置为固定值，并对LED进行脉宽调制以降低平均光输出。在手持产品设计中集成小型彩色LCD显示屏然后实现成本、性能和电池寿命的适当平衡，需要考虑一系列因素。

电池供电的产品需要优化的LED驱动电路架构，以解决许多同时存在的挑战，如空间限制、对能源效率的需求以及电池电压的变化——无论是高于还是低于LED的正向电压。有两种常用的拓扑结构，即具有并联LED配置的电荷泵结构/恒流源结构和具有串联LED配置的电感升压结构。两种方案都有需要考虑的折衷因素。例如，boost架构可以确保流经所有LED的电流相同，但需要使用电感器进行能量转换，而电荷泵架构使用小电容进行能量转换，但所有LED的并联排列过于紧密，因此，电流匹配成为平衡背光面临的棘手问题。

设计时应注意以下几点

1.液晶显示器使用寿命

当选择白色LED驱动器时，需要考虑显示器的使用频率。如果显示屏长时间处于背光状态，则高效转换器对于电池寿命非常重要。更大的显示器需要更多的LED，而更长显示器的应用将受益于更节能的升压拓扑。相反，如果显示器仅用于短期背光，则效率可能不是关键设计参数。

2.LED背光选择

LED技术持续快速改进。制造商们正在使用新材料、制造技术和led设计，以在同样大小的电流下释放更大的光输出。这样，几年前需要四个LED作为背光的显示屏现在可以使用两个LED来实现相同的背光亮度。此外，过去使用冷阴极荧光灯（CCFL）进行背光照明的4-7英寸大型显示器现在正转向LED背光。此外，LED的正向电压趋于较低。因此，不仅需要考虑驱动器制造商数据表曲线上的驱动器效率，还需要基于使用所选led的驱动器*估计。表1列出了几种LED的一些重要规格，显示了这些LED的正向电压和发光亮度的差异。需要注意的是，正向电压范围变化很大，这意味着应该使用LED规格的极限值来估计驱动器的效率。

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