LED背光驅(qū)動(dòng)：電流能力與電流平衡至關(guān)重要

對(duì)于講究節(jié)能減碳的這個(gè)時(shí)代而言，發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode，LED)已經(jīng)是廣為使用的一種光源，因?yàn)槠渚哂邢喈?dāng)優(yōu)良的發(fā)光效率以及精巧的組件體積，且LED的電光轉(zhuǎn)換效率相當(dāng)?shù)暮?，高于日光燈、冷陰極管(CCFL)或是燈泡等，所以當(dāng)前之趨勢(shì)為以LED來(lái)取代上述這些發(fā)光源。舉例來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代的液晶屏幕(LCD panel)，大都以LED來(lái)取代以往的CCFL來(lái)當(dāng)作背光，LED幾乎已經(jīng)取代CCFL，成液晶面板(LCD panel)的背光光源。

　　通嘉推出背光驅(qū)動(dòng)IC——LD7890主要為升壓拓?fù)?/strong>架構(gòu)，可驅(qū)動(dòng)4 Channel LED light bar， 10V MOSFETDRV輸出電壓，高轉(zhuǎn)換效率，外置4 Channel電流平衡驅(qū)動(dòng)，恒電流LED。9V ~ 28V的寬輸入電壓范圍，能配合各種電源以驅(qū)動(dòng)LED產(chǎn)生均勻亮度，外置4 Channel的電流平衡驅(qū)動(dòng)，應(yīng)用時(shí)不受限于LED light bar之驅(qū)動(dòng)電流或電壓，僅需選用對(duì)應(yīng)之外置組件即可。

　　LD7890內(nèi)建創(chuàng)新專利技術(shù)的機(jī)制，可以滿足如下系統(tǒng)商的規(guī)格

　　(1)對(duì)于系統(tǒng)要求的IC Thermal問(wèn)題，使IC Package溫度能低于客戶的規(guī)范。

　　(2)可彈性應(yīng)用于4 Channel LED light bar含以下之驅(qū)動(dòng)，對(duì)于4 Channel LED light bar以上之應(yīng)用亦提供并聯(lián)之功能。

　　(3)LED Short Protection Threshold可調(diào)，具彈性僅需使用電阻不受控制器制程限制。

　　(4)單CH Fault偵測(cè)，可作單CH LED Open/Short保護(hù)，其它CH維持動(dòng)作，使用具彈性。

　　LD7890背光保護(hù)機(jī)制

　　LD7890聚焦在較大尺寸的LEDTV，可提供LED短路與開(kāi)路的保護(hù)機(jī)制，以及LED誤動(dòng)作訊號(hào)偵測(cè)的輸出保護(hù)訊號(hào)，使系統(tǒng)能判斷LED light bar的使用狀況。

　　以LED當(dāng)作LCD面板的背光光源時(shí)，因?yàn)長(zhǎng)CD面板的面積相當(dāng)?shù)拇?，所以需要非常多顆的LED，而這些LED往往連接成數(shù)串，每串LED由一個(gè)可控制的電流源來(lái)驅(qū)動(dòng)。譬如說(shuō)，流經(jīng)每串LED電流都控制成一樣，使每顆LED的發(fā)光亮度相同。只要把每顆LED所發(fā)出的光線給予適當(dāng)?shù)膫鲗?dǎo)，LCD面板就得以獲得大致均勻的背光亮度。在所有LED當(dāng)中，不論是哪一顆LED短路或是開(kāi)路，都會(huì)影響到LCD面板的亮度均勻度。因此，LD7890具備一個(gè)良好的LED串驅(qū)動(dòng)電路，和適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)偵測(cè)電路，偵測(cè)LED是否短路或是開(kāi)路，進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的防護(hù)措施。

　　簡(jiǎn)易設(shè)定LED短路保護(hù)功能

　　LED因接線間連結(jié)接觸不良或是LED質(zhì)量不良，LED串發(fā)生短路；當(dāng)LED短路發(fā)生時(shí)，多余電壓會(huì)跨在LED Driver的外部穩(wěn)流NMOS上；PD=ILEDx VLED-Short。當(dāng)LED Short顆數(shù)過(guò)多時(shí)，LED Driver及NMOS會(huì)有高溫的現(xiàn)象發(fā)生。LD7890優(yōu)點(diǎn)在僅需使用外部電阻即可設(shè)定，在LED串發(fā)生短路時(shí)，如滿足VD–ISP×RSP > VLEDSP的條件下，STATUS Pin將會(huì)Pull low和將短路LED串關(guān)閉。如發(fā)生LED串頭尾短路狀況，僅需考慮短路時(shí)的能量，以選擇適合電阻瓦數(shù)，計(jì)算方式參考區(qū)塊說(shuō)明。

　　簡(jiǎn)易設(shè)定LED開(kāi)路保護(hù)功能

　　LED因本身質(zhì)量不良或LED串連接系統(tǒng)間連接不良發(fā)生開(kāi)路現(xiàn)象時(shí)，VD電壓會(huì)接近0V，此時(shí)Boost升壓轉(zhuǎn)換器會(huì)因無(wú)偵測(cè)到回授信號(hào)進(jìn)而將輸出電壓Vout提高，如未有LED開(kāi)路保護(hù)將異?；芈窂纳龎恨D(zhuǎn)換器回授控制中隔離，則多余電壓會(huì)跨于正常工作之LED Driver的外部穩(wěn)流NMOS上；PD=ILED× VD。將會(huì)造成組件過(guò)熱的問(wèn)題發(fā)生。

　　LD7890任一LED串發(fā)生開(kāi)路時(shí)，Boost升壓轉(zhuǎn)換器因無(wú)偵測(cè)到回授信號(hào)進(jìn)而將輸出電壓Vout提高，直到OVP Pin到達(dá)2.5V，IC偵測(cè)VSENSE Pin如低于0.2V，表示此LED串有異常狀況，LED Driver將會(huì)關(guān)閉故障的LED串并將STATUS Pin Pull Low。

　　VOUT短路保護(hù)功能說(shuō)明

　　在LED串驅(qū)動(dòng)電路剛剛接上電源時(shí)，很可能因?yàn)轵?qū)動(dòng)電源還沒(méi)有備妥，而導(dǎo)致LED串驅(qū)動(dòng)電路認(rèn)定LED串都無(wú)法驅(qū)動(dòng)，因而誤判LED串開(kāi)路或短路之事件。這也是應(yīng)該預(yù)防的。LD7890提供VOUT短路保護(hù)，當(dāng)VSCP< SCPSET時(shí)LD7890會(huì)將LED Driver與PWM Controller關(guān)閉避免整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生無(wú)法挽回的損害。

　　簡(jiǎn)易使用多顆Chip并聯(lián)應(yīng)用

　　LED Backlight在不同的應(yīng)用或設(shè)計(jì)上LED串的串?dāng)?shù)需求沒(méi)有固定，依據(jù)Panel模塊廠的規(guī)格是有許多種的組合，而LD7890 在使用上具有彈性，在使用上可并連串?dāng)?shù)的大于4串或更多，應(yīng)用LD7890 PARL Pin可連接多顆LD7890 IC，PARL Pin具有并聯(lián)多顆LD7890 IC時(shí)選擇最佳回授電位，供給升壓拓樸正確的回授電位，PARL Pin具有當(dāng)LED串發(fā)生短路與開(kāi)路時(shí)正確的保護(hù)機(jī)制而不會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。

　　結(jié)論

　　LED取代CCFL當(dāng)其背光源應(yīng)用于筆記本電腦、桌上型顯示器、電視等10吋以上大尺寸面板，其LED背光源模塊之Backlight Driver IC ( Power Topology + LED Current Balance) 保護(hù)功能整合就顯得格外的重要，綜觀上文之?dāng)⑹觯槍?duì)拓樸之輸入、輸出與LED Backlight提供一完整且全面的保護(hù)，且其為一將Boost架構(gòu)與Current Balance 高度整合之LED解決方案，針對(duì)各串LED電流提供高精度之電流平衡度(<3%)，高LED電流之驅(qū)動(dòng)能力，對(duì)于3D的應(yīng)用亦提供瞬間高電流之LED驅(qū)動(dòng)能力。就其全面的失效保護(hù)功能又兼顧高LED驅(qū)動(dòng)電流能力與電流平衡的高精度之考量下，LD7890實(shí)為一優(yōu)異之LED Backlight驅(qū)動(dòng)的解決方案。