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白光LED背光照明动作原理与驱动设计(图)

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上传时间: 2008-05-13

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  前言:

  最近几年行动电话、PDA等可携式电子产品的液晶显示器逐渐从黑白银幕更换成彩色银幕,由于液晶本身不会发光所以液晶显示必需利用背光照明单元显示银幕的信息。可携式电子产品的背光照明单元基于耗电性等考虑,因此白光LED正当快速取代传统灯泡,成为背光照明单元主要发光组件。为了使白光LED点灯必需使用高顺向电压VF 与顺向电流 IF,尤其是背光照明单元的电流控制,对可携式电子产品的电池动作时间具有绝对性影响,因此本文将深入探讨白光LED背光照明单元的动作原理与驱动电路的设计技巧。

  LED的驱动特性

  图1是一般穿透式彩色液晶显示器的结构,由图可知LCD面板下方设有白光LED光照明单元,白光LED产生的光线经由导光板的反射均匀扩散射入LCD面板内,提供彩色画面给使用者读取。

  如图2所示传统背光照明单元的白光LED是并联驱动,由于白光LED的亮度因负载电抗RL的阻抗值使得电流 IF受到限制,也就是说白光LED的亮度取决于电阻的阻抗值。然而白光LED的电压 VF本身具有不同的波动范围,因此相同的电阻会使白光LED的亮度产生分布不均现象。

  如上所述白光LED的亮度若不相同时,背光照明单元的光线就会有所谓的照明不均问题,虽然使用电气特性相同的LED可以改善亮度不均的困扰,不过实际上却无法对LED厂商作如此要求。此外配合各LED的电气特性,逐一调整负载电阻的阻抗值,事实上这种方式并非根本的对策。为了使流入LED的电流完全相同,所以将串联方式改成图3所示的串联方式,如此一来即使LED的电压具有不同的波动值,由于流入各LED的电流ILED相同,因此各LED产生的辉度几乎一致。

  每个白光LED最少需施加3.6V以上的驱动电压才能获得预期的辉度,由图3可知当复数个白光LED串联连接时,相对的必需等比例提高驱动电压。图4是利用switching regulator IC NJM2360构成白光LED驱动电路,该电路是施加1.25V的电压 VREF至INVIN端子藉此方式决定RL的阻抗值,也就是说决定白光LED亮度的各LED电流 ILED可由下式求得:

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