LED背光光源技术-LED
在以led作为背光光源的小尺寸LCD产品中，侧面发光再加上光导板的发光模式已成为主要的背光光源系统，不过其光的利用率仅为50%，但因背光光源在面板侧面，所以背光模块的厚度可控制得与CCFL不相上下，整体系统的重量也相对高出许多。而在大尺寸的LCD背光光源中，为了增加光的利用率，采用直下型的背光模式，将使光的利用率提升至70%，但相对厚度也由29nm增加到50nm。
在直下型背光光源中，LED的排列方式对其混色效果与散热性的影响必须折中考虑，如图1所示。LED的配置越紧密，RGB混色的效果也越佳，但LED的散热性能将下降；若LED排列得较为稀疏，就会降低RGB的混色效果，而LED的散热性能提高。因此，如何设计出混色效果良好的LED排列与容易实现的散热设计，是LED排列设计中需折中考虑的问题。
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图1 直下型背光光源中LED的排列方式
1、 LED背光照明系统
LED正成为中小型彩色显示器背光照明应用的主流器件。LED的选择是决定显示子系统设计最佳性价比的关键因素。设计便携式LED驱动电路时，一般考虑成本和性能因素。系统设计的一个约束条件是可用电池功率和电压，其他约束条件还包括功能特性，例如针对环境光线作出调整及建立LED的架构。
LED可根据不同参数（包括正向电压及特定正向电流时的色度和亮度）进行筛分。如白光LED的正向电压通常为3.5~4V，典型工作电流为15~20mA。当多只LED应用在一个背光照明设备中时，这些LED通常都会进行匹配，以产生均匀的亮度。因此，LED制造商所提供的经“差异筛选”或匹配的LED，在某个特定电压范围内其VF或其他参数都是匹配的。这些VF的差异通常为3.5V~3.65V、3.65~3.8V，以及3.8~4.0V，最新的LED产品的正向电压为3V。低VF值的LED适用于小型显示器，至于较大的彩色显示器通常需要较高的亮度，一般采用中或高VF值的LED。
一般来说，LED的VF值是系统设计的重要参数。因为由普通电池供电的便携式产品（如移动电话）使用单一的锂离子电池，其电压范围为2.7~4.2V。如果将系统对电池工作电压的要求设计为不低于3V，设计中就可以直接使用低至3V且未经稳压的电池电压来驱动LED。
将多只LED连接在一起使用时，正向电压和电流均必须匹配，整个组件才能产生一致的亮度。实现恒定电流最简单的方法是将经过正向电压筛选的LED串联起来。LED经匹配的差异级别包括发光强度和色度，其中色度决定显示的颜色，大多与计所使用的半导体工艺有关。电气工作条件对色度的影响很小。对于发光强度而言，筛选工艺可测量在给定正向工作电流下的发光强度。
目前，市场上已有能够驱动多只LED的驱动集成电路，其功能包括电压提升以至驱动多只串联的LED，以便与每列包含一只或多只LED的阵列进行电流匹配。特定驱动集成电路可提供独立于LED正向电压VF的精确电流匹配，采用LED亮度控制功能，有助于提供更多功能和改善电源管理。
2、 白光LED背光电源解决方案
近来，随着无线通信产品的方案，彩我LCD显示屏逐步引入移动电话和PDA等产品中，白光LED为这种应用提供了完美的背光方案。然而，由于单节锂离子电池的典型电压为3.6V，最高电压为4.2V，而白光LED在20mA电流时，其正向电压典型值为3.5V，最大值为4V,因此单节锂离子电池不能直接驱动白光LED。因此，许多移动电话和PDA厂家一直在寻找经济、高效的白光LED升压背光电源解决方案。
图2描述了用DC/DC升压转换器MAX1848为三只白光LED供电的方案。MAX1848采用恒流方式驱动2~3只白光LED，适合于移动电话、PDA等便携式产品。该升压转换器包括一个高电压、低导通电阻的N沟道MOSFET开关，可以取得较高的转换效率，最大限度地延长电池的使用寿命。模拟电压双模式输入端为亮度调节及开关控制提供了简便的途径，该输入端也可以通过输入PWM波形、外加一个RC滤波器实现控制。1.2MHz的电流模式PWM控制技术使得控制器外部可以采用很小的输入、输出电容器和小型电感器，并将输入电压纹波降至最小。可编程软启动功能消除了启动期间的输入浪涌电流。MAX1848采用了节省体积的SOT-23封装或超小型UCSP封装。
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图2 用MAX1848为三只白光LED供电的方案
在图2所示电路中，MAX1848外部需要一个小型电感、一个二极管、一个检流电阻和三个电容。该方案的总成本比MAX684电荷泵方案稍高，但它的转换效率却高得多。当驱动三只串联的白光LED时，需要的输出功率为
POUT=3.1×3×15=139.5mW
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