2010年是大尺寸LED背光源發展的重要一年,LED背光源超薄、節能環保、高色彩品質的顯示優點已經成為推動背光源發展的強勁動力。根據研究機構的預測數據,2010年,全球LED液晶電視銷量將達到3200萬臺,占全部液晶電視比重約19%;2011年采用LED背光大尺寸面板出貨比率將達到56%,傳統背光面板的出貨量將下滑至44%;到2015年,LED面板出貨滲透率將達到78%。在中國平板市場上,LED將在近兩年全面超越CCFL普通液晶電視。
安森美(OnSemi)半導體電源及便攜產品全球銷售及營銷高級總監鄭兆雄表示,傳統液晶電視采用冷陰極熒光燈(CCFL)背光,一般是將PFC電壓經過24V轉換(傳統電源)或不經過24V轉換(LIPS電源)后升壓至超過1,000V甚至2,000V的交流高壓來驅動呈條型或U型的CCFL燈管;而LED背光液晶電視采用若干條LED光條,主要以側光式或背光式方案來背光,因此電源管理的一項重要要求就是提供高能效;另外,以電視機為例,由于LED背光液晶電視以超薄外型為重要賣點,故其電源管理方案要具備低高度以配合纖薄設計,同時還要顧及散熱、降低電磁干擾、不同通道亮度匹配、調光及故障診斷和保護等問題。
“如上所述,這些條件要求半導體器件和解決方案提供高能效,采用更小巧(特別是低高度)的元器件來配合更纖薄設計,同時顧及改善散熱、降低電磁干擾、提供高亮度匹配度(以提供亮度一致的背光)、調光、診斷和保護等。”鄭兆雄補充說。
目前,安森美可同時提供側光式和直下式LED背光方案。以側光式方案為例,安森美半導體提供高性價比的多通道線性LED側光方案,這方案在半橋轉換段采用NCP1397初級側控制器和500V高壓MOSFETNDF05N50,同時采用6通道線性LED驅動器CAT4026。CAT4026的目標能效高于90%,典型能效達94%,提供±2%的極佳電流匹配精度及1%的400HzPWM調光范圍,并采用外部功率雙極結晶體管來提供散熱,更好地處理散熱問題。
除了基于NCP1397、NDF05N50和CAT4026的線性側光式方案,安森美半導體還提供包括基于NCP1397、NDF05N50和NCP1034的直下式降壓驅動方案。NCP1034采用高達500kHz的可編程開關頻率驅動一對外部N溝道MOSFET,能夠靈活地調節集成電路(IC)的工作,符合系統級要求。另外,使用內部1.25V參考電壓便能對輸出電壓精密穩壓,用于低壓應用。這器件的預防電氣故障的保護特性,如欠壓鎖定和斷續(hiccup)電流限制,在發生故障事件時提供所須的系統級安全性。優勢包括驅動高能效場效應管(FET)及為1顆或多顆器件提供固定頻率。
值得一提的是,安森美半導體為LED背光液晶電視提供完整方案,除了側光式或直下式背光方案外,還包括功率因數校正(PFC)、待機開關電源以及相關的整流器、運算放大器、MOSFET及分立器件等,為客戶提供一站式方案選擇。
凌力爾特(Linear)公司電源產品產品市場總監TonyArmstrong認為,傳統LCDHDTV采用CCFL燈管作為背光源,除了所能提供的對比度比僅在450cd/m2~650cd/m2之間外,最主要的問題還在于“不能夠完全關斷CCFL背光源或對其進行局部調光”。也就是說,目前這一代LCDHDTV是無法獲得真正的“黑色”的,而且所有彩色的動態范圍均較低。
與此相反,當采用HBLED背光照明時,一個能夠以背面照明“LED群”來進行局部調光或關斷操作的LED陣列(對于46英寸顯示器而言,LED的數目多達1,600個)提供了幾乎比CCFL設計高出一個數量級的對比度比(》4,000cd/m2)。此外,通過調整背光照明LED群的亮度,還能復制更多的中間色調,從而使得圖像更加栩栩如生。
“另一個好處是能夠在局部位置將LED完全關斷,從而減少運動模糊。通過在幀與幀之間將LED完全關斷,由快速運動物體所引起的圖像模糊實際上將被消除,因此,LED的快速響應速率是至關重要的。”Tony說。
他再次強調了驅動IC對于LED產品的可靠性和壽命等性能的重要性。認為除了使方案更加纖巧、緊湊和扁平外,驅動IC還在高開關頻率條件下運作,在基于電感器的DC/DC開關拓撲結構中,這些高開關頻率可減低電感器和輸出電容器的數值、尺寸和成本。此外,在某些場合中,驅動IC還能夠實現肖特基二極管和升壓二極管的片內集成,從而減少外部元件的數目。這反過來又降低了設計復雜性,并縮減解決方案的外形尺寸和成本。
(編輯 Akira)
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