安森美半導(dǎo)體針對背光應(yīng)用的多樣化解決方案

　　在越來越多的新興需求和綠色節(jié)能趨勢推動下，能夠提升電源能效的電源和電源管理技術(shù)的應(yīng)用將快速增長，背光就是一種典型的應(yīng)用需求。雖然目前液晶電視的背光源仍以傳統(tǒng)冷陰極熒光燈(CCFL)為主，但隨著全球節(jié)能環(huán)保意識的日益增強(qiáng)，新型發(fā)光二極管(LED)背光源已廣受關(guān)注，成為CCFL的有力競爭者。在便攜式應(yīng)用方面，液晶背光LED驅(qū)動方案更需要滿足高能效、延長電池使用時間、減小印制電路板面積等要求。本文將結(jié)合安森美半導(dǎo)體的解決方案探討背光市場和應(yīng)用的特點(diǎn)及需求。

　　背光應(yīng)用的需求和挑戰(zhàn)

　　LED具有高色彩飽和度、環(huán)保耐用等優(yōu)點(diǎn)，已在各種中小尺寸LCD面板中大量應(yīng)用，目前正逐步向筆記本電腦、液晶電視等大中型LCD背光源市場滲透。2009年液晶電視采用LED背光的比例僅為3%，在未來三四年內(nèi)，將可迅速攀升至40%至50%，為開發(fā)LED驅(qū)動器方案的廠商帶來了巨大商機(jī)。

　　與CCFL相比，LED背光源的色彩表現(xiàn)更具優(yōu)勢。LED采用5 V～24 V低壓驅(qū)動，非常安全，驅(qū)動電路設(shè)計較為簡單，也非常節(jié)電。LED不使用對環(huán)境有害的汞，也就不存在汞泄漏等問題。LED技術(shù)也面臨著一些挑戰(zhàn)，如發(fā)光效率較低、成本高、價格昂貴。隨著LCD背光向多種LED技術(shù)轉(zhuǎn)移，設(shè)計工程師還要應(yīng)對電源管理、熱管理和色彩管理等新的挑戰(zhàn)。

　　目前，汽車電子、移動設(shè)備、LCD背光、可尋址標(biāo)志及通用照明等都是LED技術(shù)的潛在應(yīng)用領(lǐng)域，其中LCD背光將成為LED技術(shù)的下一個主戰(zhàn)場。

　　此外，電池供電的便攜式應(yīng)用功能越來越多，尺寸也越來越小巧，使得這些設(shè)備的功率需求也越來越高。采用低功率LED驅(qū)動器更有助于節(jié)省功耗，延長電池壽命，給消費(fèi)者帶來更好的使用體驗。

　　安森美半導(dǎo)體的多樣化背光解決方案

　　1. 中大尺寸液晶電視LED背光方案

　　LED背光液晶電視主要有側(cè)光式和背光式兩種方案，其電源管理的重要要求就是提高能效;另外，由于LED背光液晶電視以超薄外型為重要賣點(diǎn)，其電源管理方案更要以低高度來配合纖薄設(shè)計，還要顧及散熱、降低電磁干擾、不同通道亮度匹配、調(diào)光及故障診斷和保護(hù)等問題。

　　(1)側(cè)光式方案：安森美半導(dǎo)體的高性價比多通道線性LED側(cè)光式方案在半橋轉(zhuǎn)換段采用NCP1397初級側(cè)控制器和500 V高壓MOSFET NDF05N50，以及6通道線性LED驅(qū)動器CAT4026。CAT4026是用于大尺寸側(cè)光式LED背光液晶電視的高性價比多通道線性LED驅(qū)動器，可以單顆IC支持6個通道，易于分級為多達(dá)12個或18個通道(相應(yīng)采用2個或3個控制器)，目標(biāo)能效高于90%，典型能效達(dá)94%;提供<±2%的極佳電流匹配精度及<1%的400 Hz PWM調(diào)光范圍，并采用外部功率雙極結(jié)晶體管實現(xiàn)更好的散熱。

　　該方案由LED背光轉(zhuǎn)換器(NCP1397等)和LED控制器(CAT4026等)組成(見圖1)，支持低高度LED背光液晶電視設(shè)計，電路板上高度低于8 mm，總高度低于12.5 mm，還可以優(yōu)化處理寬范圍調(diào)光、散熱、故障保護(hù)等，使電源設(shè)計挑戰(zhàn)迎刃而解。