LED背光應用：加強背光照明解決方案

便攜式設備一般都用一枚鋰離子電池來工作，其電壓視所需的電荷介乎2.8～4.3V之間。白光LED正向電壓一般為3.5V，這是單一的鋰離子電池通常不能驅動的，因此需要采用升壓式DC/DC轉換器。轉換器可以是電容式(電荷泵)或電感式(磁力升壓)。由于電荷泵的體積較小，一般都會用在并聯LED驅動器上。至于磁力升壓轉換器，一般都會用于高壓的串聯驅動器內，原因是電荷泵技術所能達到的輸出電壓還不夠高。轉換器輸出電壓的調節(jié)可以通過LED正向電壓的感應來自動(適配性)履行，或者用戶可根據LED正向電壓的規(guī)格來設定一個恒壓。

未來，新型鋰離子電池和LED技術將會為LED驅動帶來新的挑戰(zhàn)。配合最新的化學成果，電池電壓的范圍將擴大到2.3～4.7V，而典型的白光LED正向電壓將會下降至2.9V。與此同時，輸出驅動器的飽和電壓都會隨著下降。當采用并聯驅動時，要高效地驅動一個2.9V的LED，就需要動用一個升降壓轉換器。圖2所示為由電池、驅動器和LED技術的進步所帶來的效果。

圖2電池和白光LED正向電壓的技術進展

RGBLED背光照明

一般而言，小型LCD顯示屏背光照明都是用一組白光LED來實現的?？墒?，使用白光LED的問題是其光譜對光復制并不是很理想。原因是白光LED其實就是在藍光LED面上加上一層黃色磷光劑。這樣便造成光譜有兩個波峰，一個在藍色而另一個在黃色。圖3給出一個典型的白光LED與RGBLED光譜比較。

圖3典型白光LED與RGBLED光譜的比較

LCD顯示屏會劃分為三個主色區(qū)格：紅、綠和藍，色彩是由這三種主色混合來定義。要把適合的顏色過濾到每一個色格，那便需要使用顏色過濾器。顏色過濾器會浪費大部分的光學能量，即使在過濾后也一樣，因此穿過LCD后的色譜并不理想。如此一來，采用白光LED背光照明可以在LCD屏面上產生出最多75%的NTSC(美國國家電視標準委員會)色彩(傳統LCD顯示屏上的紅色端邊處的限制尤甚)。然而，當使用RGBLED來做LCD顯示屏的背光照明時，色彩復制可以覆蓋100%的NTSC色彩，從而令到顏色更光亮、畫質更高。假如配合優(yōu)化的顏色過濾器，那所浪費的能耗可比白光LED背光照明來得更少。圖4所示為一個LCD顯示屏的結構。

圖4LCD顯示屏的構造

使用RGB背光時，當LED溫度改變時，驅動器必須更正紅、綠和藍三主色間的亮度平衡，以防出現白點位移。此外，還需保證驅動器在任何操作溫度下維持光的正確強度。而在補償方面，可以用閉環(huán)或開環(huán)形式。若使用閉環(huán)補償，便需采用感光器來測量白點和其強度。相反地，如使用開環(huán)補償，那溫度便需事先量度出來，并通過預先定義好的補償曲線來調節(jié)亮度的平衡。美國國家半導體的LP5520就是RGB背光照明驅動器的一個例子，它是一個開環(huán)補償式LED驅動器。圖5所示為開環(huán)顏色補償的原理。其中，溫度補償曲線是用現實應用中的RGBLED來量度的，這些曲線被編程在芯片內部的EEPROM存儲器中。該芯片被集成到LCD顯示模塊上，而模塊的制造商會在生產時為補償曲線編程。此外，RGBLED背光亦可用作優(yōu)化顏色過濾器。

圖5開環(huán)顏色補償的操作原理

鍵盤背光照明和其他裝飾燈光

與顯示屏背光照明比較，鍵盤背光照明擁有一些特別的要求。鍵盤背光照明所要求的顏色不一定需要白色，可以是其他任何顏色。時下，便攜式設備中的鍵盤照明和其他裝飾燈的設計趨向是產生更多的燈光效果。顯示