| 白光LED常用來為很多電池供電型手持式便攜產(chǎn)品的小型顯示屏提供背光照明。不過，這類照明應(yīng)用已經(jīng)成熟，未來5年不會有很高的年復(fù)合增長率。就LED照明應(yīng)用而言，年復(fù)合增長率遠(yuǎn)高于手持式產(chǎn)品背光照明市場的3個最大的市場依次是：大型平板顯示屏高清電視機(jī)、汽車前燈照明和通用照明。隨著消費(fèi)者要求高清電視機(jī)具有更大的平板顯示屏和更高的分辨率，對電視機(jī)的需求已經(jīng)迅速從等離子高清電視機(jī)轉(zhuǎn)向了LED高清電視機(jī)。根據(jù)DisplaySearch公司的數(shù)據(jù)，等離子高清電視機(jī)的銷售高峰將出現(xiàn)在2008年，銷售收入為240億美元；而2008年LCD高清電視機(jī)市場將達(dá)到750億美元，到2010年則增長到930億美元。顯然，LED電視機(jī)市場已經(jīng)開始“繁榮”。
從運(yùn)動模糊到色彩還原，目前的LCD高清電視機(jī)存在著各種各樣的缺點(diǎn)。當(dāng)前這一代LCD高清電視機(jī)還無法獲得真正的黑色，而且所有顏色的動態(tài)范圍都較小。普通高清電視機(jī)用CCFL管進(jìn)行背光照明，只具有450~650cd/m2的對比度。這些高清電視機(jī)的主要問題是，CCFL背光照明不能完全關(guān)斷或不能進(jìn)行局部調(diào)光。
相反，采用高亮度LED背光照明，LED陣列(就46英寸顯示屏而言，可含有多達(dá)1,600個LED)可以在背光“串”上進(jìn)行調(diào)光或局部關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)比CCFL設(shè)計(jì)幾乎高出一個數(shù)量級的對比度(>4,000cd/m2)。另外，通過調(diào)整背光LED串的亮度，可以再現(xiàn)更多的中間色調(diào)，從而使畫面更生動。另一個好處是能夠從局部完全關(guān)斷LED，從而減輕運(yùn)動模糊問題。通過在兩幀變換的間隔時(shí)間內(nèi)完全關(guān)斷LED，幾乎徹底消除了快速運(yùn)動物體引起的模糊問題。在解決這種CCFL背光照明LCD電視機(jī)所面臨的快速運(yùn)動模糊問題時(shí)，LED非常快的響應(yīng)速度是至關(guān)重要的。
設(shè)計(jì)師的兩難處境
冷陰極熒光燈(CCFL)常常用來為大型平板顯示器提供背光照明，但是它們的色譜有限，而且色彩不夠鮮明。RGB LED實(shí)際上擴(kuò)展了可見光范圍。另外，在美國國家電視系統(tǒng)委員會(NTSC)定義的顏色中，CCFL只能顯示出約80%；而RGB LED可以顯示出的NTSC色譜多達(dá)110%，從而能夠在顯示屏上更準(zhǔn)確地顯示出圖像的原本風(fēng)貌。采用3個單色光源，如紅色、綠色和藍(lán)色(RGB)激光，可以獲得可能實(shí)現(xiàn)的最廣色譜。
白光LED背光照明則非常適用于手持式和移動顯示屏，因?yàn)榘坠釲ED外形尺寸小、簡單易驅(qū)動、對機(jī)械應(yīng)力不那么敏感、與CCFL比較預(yù)期壽命長兩倍。不過，白光LED在色譜方面與CCFL有同樣的缺點(diǎn)，因?yàn)榘坠釲ED等同于寬帶光源。白光LED是藍(lán)光二極管覆蓋熒光粉形成的，它把部分藍(lán)光轉(zhuǎn)變成黃光，組合形成的光譜被視作白光。
與單色光源相比，RGB LED以較低的成本提供接近窄帶的色譜。RGB LED不僅改善了色譜，而且還提高了效率，因?yàn)镽GB LED只發(fā)射紅光、綠光和藍(lán)光的光能。相對而言，寬帶光源(如白光LED和CCFL)會發(fā)射許多并不必要的顏色的光能，降低了色譜的純度，因此損失了效率。既然不同顏色的RGB LED可以單獨(dú)驅(qū)動，那么RGB LED的白光點(diǎn)或色溫就可以校正，而CCFL和白光LED的白光點(diǎn)都是固定的。
LED的調(diào)光考慮
傳統(tǒng)上，LED調(diào)光是用DC信號或?yàn)V波PWM信號調(diào)節(jié)流經(jīng)LED的正向電流來實(shí)現(xiàn)的。降低LED電流可調(diào)節(jié)LED光輸出密度。不過，正向電流的變化會導(dǎo)致LED發(fā)光顏色的變化，因?yàn)長ED的色度隨電流而變。LCD高清電視機(jī)和汽車背光照明等很多應(yīng)用不容許LED的發(fā)光顏色有任何偏差。由于周圍環(huán)境中的光線變化是不同的，并且人眼對微小的光強(qiáng)變化都很敏感，因此在這些應(yīng)用中需要寬調(diào)光范圍。用PWM信號控制LED的光強(qiáng)，可以不改變發(fā)光顏色而實(shí)現(xiàn)LED調(diào)光。
“True Color PWM調(diào)光”通過PWM信號調(diào)節(jié)LED亮度。它實(shí)質(zhì)上是以PWM頻率用滿電流接通和斷開LED。人眼的限制為每秒60幀，通過提高PWM頻率(例如提高到80~100Hz)，人眼就感覺脈沖光源是連續(xù)接通的。另外，通過調(diào)制占空比(“接通時(shí)間”的長度)，可以控制LED的光強(qiáng)。采用這種方法時(shí)，LED的發(fā)光顏色保持不變，因?yàn)長ED的電流值或者為零，或者為恒定值。很多高清電視機(jī)設(shè)計(jì)師都要求高達(dá)3,000:1的調(diào)光比，以適應(yīng)環(huán)境光線的寬范圍變化。
很明顯，就高清電視機(jī)所用的大型LCD平板顯示屏的背光照明而言，LED已經(jīng)成為主流選擇。不過，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師仍然需要滿足其特定設(shè)計(jì)性能要求的LED驅(qū)動器。因此，LED驅(qū)動器必須具有能夠滿足輸入電壓范圍和所需輸出電壓及電流要求的轉(zhuǎn)換拓?fù)洌瑥亩鵀楹芏嗖煌愋偷腖ED配置提供充足的電流和電壓。所以，LED驅(qū)動器需要有以下特點(diǎn)，以滿足設(shè)計(jì)師的需求：
1. 寬輸入電壓范圍；
2. 寬輸出電壓范圍；
3. 高效率轉(zhuǎn)換；
4. 嚴(yán)格調(diào)節(jié)的LED電流匹配；
5. 以低噪聲、恒定頻率工作；
6. 獨(dú)立的電流和調(diào)光控制；
7. 寬調(diào)光比；
8. 用極少的外部組件組成占板面積緊湊的小型解決方案。 |
