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※ ?平板电脑中的背光技术

  •   平板电脑市场预计将从2011年的5000万台,增长到2016年的2亿多台。但尽管如此,现在还没有标准的平板电脑架构。一些平板电脑通过单节锂离子电池来供电,而另一些则使用两节锂离子电池。无论使用多少节电池,所有平板电脑制造厂商都想最大化电池使用时间。显示器的背光是平板电脑中最为耗电的系统之一。最近发布的平板电脑中,背光LED的数目范围为2036支。本文将指导读者如何选择最佳的WLED驱动器和LED串配置,在不牺牲效率和电池使用时间的情况下满足平板电脑应用要求。

    平板电脑背光要求

    与笔记本电脑或者上网本一样,平板电脑背光驱动器应用同样基于DC/DC转换器和接地电阻通路以用于LED。这种应用一般具有如下要求:

    1RF范围内低EMI

    2、亮度高度期间无可视闪烁

    3、陶瓷输出电容压电嗡嗡声引起的可听噪声最小

    4、显示器亮度一致

    5、高调光比

    6、最高效率,实施最大电池使用时间

    满足第一个要求即RF范围内低EMI相对较为容易。数年来电源设计人员一直在为实施这个目标而努力,他们尝试了许多方法,例如:将开关频率和并发谐波设置在RF范围以外,使用屏蔽电感,在合适的情况下给PCB设计最小的长度但却使用较宽的导线,诸如此类。一些驱动器IC已经将MOSFET栅极驱动电路同分层上升时间集成,以减少RF范围内的噪声。

    亮度调节类型极大地影响后面四个要求。使用脉宽调制(PWM)亮度调节时,LED电流在调节过程中以其最大电流水平脉冲开和关,来产生平均DC LED电流。这时,只要PWM亮度调节频率远高于60 Hz,背光闪烁就不那么明显。如果使用模拟亮度调节,闪烁就不是一个问题,因为亮度调节时LED DC电流水平降至其最大值以下。

    第三个要求,即陶瓷电容的可听噪声最小,与驱动器的拓扑结构有关。一个简单的驱动器,其电流检测电阻器作为LED电流的接地通路。转换器对电流检测电阻器的电压进行调节,从而控制LED电流。

    图2显示了集成电流阱的驱动器。该驱动器对每个电流阱的电压进行采样,确保转换器能够提供刚好足够的功率,以维持电流阱正常工作。

    与闪烁一样,使用模拟亮度调节时不存在问题,因为输出电容电压只有很小的变化,以适应LED电流的微小变化。但是,如果使用PWM亮度调节,则驱动器防止输出电容放电的方式就变得很重要。最简单的驱动器在驱动器反馈(FB)引脚到接地之间也有一个电阻器,驱动器的转换器有效关闭时,输出电容在低亮度调节占空比时开始急剧放电。更为复杂的一些驱动器集成了电流阱,其可以取代电流检测电阻器。它们只需开启吸收器以及为LED供电的DC/DC转换器,从而移除了输出电容的放电和再充电通路。