能夠兼顧顯示和成本的創(chuàng)新LED省電方案介紹

　　近年來因能源短缺，節(jié)能議題日趨受到重視，目前的照明設(shè)備為達(dá)到低功率消耗、壽命長(zhǎng)、無污染、啟動(dòng)時(shí)間短等需求，已經(jīng)大量採(cǎi)用高亮度的發(fā)光二極體（LED）取代傳統(tǒng)的照明光源。LED驅(qū)動(dòng)器則提供恆定電流控制，使得LED維持穩(wěn)定的發(fā)光亮度與飽和的色彩頻譜，為了符合工業(yè)與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的顯示螢?zāi)幌到y(tǒng)設(shè)計(jì)，LED驅(qū)動(dòng)器必須具備自動(dòng)省電特性。

　　降低LED驅(qū)動(dòng)器　功耗損失為當(dāng)務(wù)之急

　　LED于訊息螢?zāi)?、交通?hào)誌及部分影像螢?zāi)粦?yīng)用上，只有部分時(shí)間和區(qū)域會(huì)被驅(qū)動(dòng)器點(diǎn)亮（圖1），汽車測(cè)速或限速顯示裝置的黑色區(qū)域是LED熄滅部分；紅色及白色則為L(zhǎng)ED被點(diǎn)亮部分。若是在LED熄滅的區(qū)域，LED驅(qū)動(dòng)器還維持在正常運(yùn)作，只是在不點(diǎn)亮LED的狀態(tài)下，長(zhǎng)時(shí)間下來，整面螢?zāi)坏墓β氏膶?huì)提高，且驅(qū)動(dòng)器壽命減短，無法達(dá)到省電的效果。為了達(dá)到省電功能，當(dāng)車輛經(jīng)過特定路段，LED測(cè)速裝置會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮并告知駕駛員車速，經(jīng)過一段時(shí)間，若無車子通過，測(cè)速裝置會(huì)自動(dòng)熄滅，LED不會(huì)消耗電流，驅(qū)動(dòng)器即自動(dòng)進(jìn)入睡眠模式，如具有省電模式的LED驅(qū)動(dòng)器，在進(jìn)入睡眠模式后，僅消耗0.1毫瓦以下的功率，可使整面螢?zāi)坏钠骄墓β蚀鬄榻档?。而降低?qū)動(dòng)器的散熱功率也能提升整體的電源效率，方法包括降低電源電流（IDD）、電源電壓（VDD）、LED電壓（VLED）及輸出端耐受電壓（VDS）等。透過下列公式運(yùn)算可得知驅(qū)動(dòng)器的散熱功率：

　　圖1　汽車測(cè)速或限速顯示裝置

　　PSD＝PDN+PDM PSD：系統(tǒng)上全部驅(qū)動(dòng)器的散熱功率 PDN：系統(tǒng)上正在運(yùn)作的驅(qū)動(dòng)器散熱功率 其中，PDN=（IDD&TImes;VDD）+IOUT&TImes;Duty&TImes;VDSx16）&TImes;N，而N為正在運(yùn)作的驅(qū)動(dòng)器總數(shù)量；PDM：系統(tǒng)上沒有運(yùn)作的驅(qū)動(dòng)器散熱功率，其中，PDM＝IDD×VDD×M，而M為沒有運(yùn)作的驅(qū)動(dòng)器總數(shù)量。

　　此外，可透過下列運(yùn)算式得知驅(qū)動(dòng)器功率損失： PDRVLOSS＝PALLDRV - PUSEDRV PDRVLOSS：未使用到的驅(qū)動(dòng)器功率損失 PALLDRV：所有驅(qū)動(dòng)器的功率消耗 PUSEDRV：正在點(diǎn)亮的驅(qū)動(dòng)器功率消耗 然而，下列數(shù)種方法可達(dá)到降低功率損失的效果，但相對(duì)須付出成本或影響整面螢?zāi)坏娘@示品質(zhì)。其中，產(chǎn)業(yè)界已開發(fā)出兩種方式：強(qiáng)制性休眠模式（Sleep Mode）及零節(jié)能省電模式（0-Power Mode）的LED驅(qū)動(dòng)器，可達(dá)到上述省電的需求，且不會(huì)有其他負(fù)面影響。

　　傳統(tǒng)LED驅(qū)動(dòng)器　省電方式有諸多缺陷

　　傳統(tǒng)LED驅(qū)動(dòng)器省電方式包括低操作電壓和R-EXT接腳浮接，其運(yùn)作塬理如下：

　　?低操作電壓

　　將整面螢?zāi)簧系尿?qū)動(dòng)器操作在允許的最低額定電壓以下，如3伏特，透過關(guān)係式P＝I×V可知，當(dāng)供應(yīng)電壓降低，功率消耗亦跟著降低，以達(dá)到省電目的。但此方法受到應(yīng)用條件的限制，當(dāng)VDD與VLED共用時(shí)，若使用藍(lán)光或綠光LED，就需要比較高的電壓（圖2）。

　　圖2　當(dāng)VDD與VLED共用時(shí)的省電方式

　　?R-EXT接腳浮接

　　R-EXT腳位浮接后（圖3），將關(guān)閉驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的電流調(diào)整器，大約會(huì)有50%的省電效果，然而，此方式也會(huì)增加系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本和復(fù)雜度，且某些IC浮接后可能出現(xiàn)異常。

　　圖3　當(dāng)R-EXT接腳浮接時(shí)的省電方式