ROHM最新LED背光燈用驅(qū)動器技術

前言>

LED光源已在眾多汽車應用中迅速普及。ROHM憑借高效的LED光源驅(qū)動技術，打造了用于尾燈、背光燈以及前照燈的LED驅(qū)動器等豐富的產(chǎn)品陣容。在此，將為您介紹用于背光燈的LED驅(qū)動器。

車載背光燈用LED驅(qū)動器的開發(fā)>

近年來，在車載用顯示器領域，為滿足有害物質(zhì)限制要求，使用水銀的CCFL背光燈正在被LED背光燈迅速取代。另外，儀表盤、汽車導航、音響顯示、后座娛樂等各種車載用顯示器正朝多樣化、大型化方向發(fā)展。在這種趨勢下，對于增加LED燈數(shù)量以及高亮度、高調(diào)光率的要求日益高漲。ROHM為滿足LED燈數(shù)量增加的這種發(fā)展趨勢需求，將實現(xiàn)高耐壓的升降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器、可多燈驅(qū)動小功率LED且實現(xiàn)了高調(diào)光率的電流驅(qū)動器電路內(nèi)置于一枚芯片，擴充了LED驅(qū)動器產(chǎn)品陣容。

接下來介紹ROHM開發(fā)的背光燈用LED驅(qū)動器BD81A34EFV-M。

BD81A34EFV-M大致由DC/DC轉(zhuǎn)換器部、電流驅(qū)動器部、保護電路部三個功能塊組成(圖1)。

[圖1] BD81A34EFV-M的框圖

作為背光燈的驅(qū)動，首先是由DC/DC轉(zhuǎn)換器，生成一定的電壓。將DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出連接到面板的LED陽極側(cè)，由LED的陰極側(cè)向LED驅(qū)動器灌入恒定電流，使LED發(fā)光。為支持小功率的多燈LED驅(qū)動，LED的通道數(shù)(可連接的列數(shù))設計為4。

通過控制DC/DC轉(zhuǎn)換器的開關占空比，使輸出達到高于LED陽極引腳的電平，其中包含了鏈接于電流驅(qū)動器的LED段數(shù)部分，也就是由LED產(chǎn)生的VF，通過LED驅(qū)動器的誤差放大器進行反饋控制，使連接于IC的LED陰極引腳(LED1~4引腳)為1.0V。通過上述控制，電流驅(qū)動器部即可保持LED電流恒定。作為面板的亮度調(diào)整之用，輸出的電流具有PWM-dimming(PWM調(diào)光)功能。LED電流的占空比可與外部的PWM信號輸入同步變化。不僅如此，BD81A34EFV-M還搭載LED開路與短路故障保護、LED接地故障保護、DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出過流與過壓保護功能，完善的保護電路非常有助于提高面板的可靠性。

上面介紹了DC/DC轉(zhuǎn)換器電路、電流驅(qū)動器電路，接下來按順序介紹ROHM的車載LED驅(qū)動器的特點---防閃爍電路。

升降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器>

面對車載特有的電池電壓波動和多樣化的LED燈數(shù)，以升壓方式和降壓方式很難進行LED的閃爍控制與平臺設計，要滿足市場所要求的高可靠性與縮短開發(fā)周期之間的平衡實屬不易。因此，為了不依賴電池電壓、可以始終穩(wěn)定供給DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電壓，ROHM采用了一種稱為“REGSPIC結(jié)構”的獨有升降壓方式。下面介紹REGSPIC結(jié)構與一般的升降壓方式所用的SEPIC結(jié)構相比所具有兩個優(yōu)點。

① 減少外置部件

圖2表示SEPIC與REGSPIC的電路構成。由圖2可見，REGSPIC結(jié)構中，面積占有率最高的線圈較少，可實現(xiàn)小型化和低成本化。另外，減少了電感，還可提高由線圈損耗部分相應的效率。

[圖2] SEPIC和REGSPIC的電路構成

② 實現(xiàn)高可靠性

圖2的SEPIC結(jié)構中，C1對于輸出電壓像電荷泵一樣工作，因此，Q1需要達到DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電壓

(VOUT)+電池電壓的耐壓水平。另一方面，REGSPIC結(jié)構中，由于耐壓達到DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電壓和電池電壓二者較高一方以上即可，因此，REGSPIC結(jié)構由低耐壓部件組成，更容易控制。

另外，Q2不僅用于升降壓控制，還可作為LED陽極和二極管等外置部件接地短路時切斷與電池間通路的開關使用，因此，發(fā)生異常時可保護外置部件，有助于實現(xiàn)更高可靠性。而SEPIC結(jié)構中，為切斷與電池間的通路，將Q3僅作為開關使用。

高調(diào)光率的電流驅(qū)動器>

為滿足車載面板向高亮度化方向發(fā)展的趨勢需求，ROHM已完成了高調(diào)光率LED驅(qū)動器BD81A34EFV-M的技術開發(fā)。下面針對面板的高亮度化為何需要更高的調(diào)光率進行說明。面板亮度雖然可以更高，但所要求的最低亮度水平幾乎不變?？紤]到輸出在暗處等人眼不覺疲勞的低亮度的情況，如果最高亮度(調(diào)光率100%)低一些，即使低調(diào)光率也可輸出低亮度，但近年來，面板規(guī)格一般最高亮度都非常高，因此，低亮度輸出時需要具備高調(diào)光率。

BD81A34EFV-M為了實現(xiàn)高調(diào)光率，利用ROHM獨有的技術提高了電流驅(qū)動器輸出LED的響應性能。根據(jù)外部PWM輸入占空比對LED電流進行開關控制。此時，在PWM信號低電平時關斷電流驅(qū)動器電路，在高電平時導通電流驅(qū)動器電路，根據(jù)ON/OFF區(qū)間的時間比調(diào)整LED電流。輸入PWM與輸出電流完全同步并時序一致是理想的結(jié)果，只要能實現(xiàn)這一點，即可實現(xiàn)高亮度。而實際上，從輸入PWM信號到電流輸出會產(chǎn)生電路延遲，由于該延遲，使得無法生成該時間寬度以內(nèi)的脈沖。