兩種LED背光驅(qū)動(dòng)方案的分析與對(duì)比

　超薄、高清、節(jié)能、環(huán)保是LCD TV采用LED背光優(yōu)于CCFL背光的幾大亮點(diǎn)，隨著時(shí)間的推移，LED背光的液晶電視已經(jīng)得到人們的認(rèn)可，它的時(shí)代已經(jīng)來臨。自去年9月份以來，短短幾個(gè)月的時(shí)間，LED液晶電視已占據(jù)了LCD市場(chǎng)11%以上的份額，有預(yù)測(cè)表明，3年內(nèi)CCFL背光的液晶電視必將被完全取代。

　　同時(shí)，伴隨著市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，LED背光驅(qū)動(dòng)技術(shù)也日趨成熟，背光驅(qū)動(dòng)方案也越來越多，但萬變不離其宗，在LCD TV領(lǐng)域，LED背光驅(qū)動(dòng)的主流解決方案仍是電感升壓式DC/DC升壓變換外加恒流控制電路（如圖1所示）。本文將要對(duì)比的兩種驅(qū)動(dòng)方案也屬此類，分別是AP3039+AP3608E（方案1）和AP3608單芯片解決方案（方案2）。

　　1 方案的比較與測(cè)試

　　1.1 三個(gè)芯片簡(jiǎn)單的說明

　　由上表1可知，AP3068在功能上就相當(dāng)于一個(gè)AP3039與一個(gè)AP3608E的集成。

　　1.2 原理分析

　　在工作原理上，兩種方案完全相同，都是先進(jìn)行DC-DC升壓轉(zhuǎn)換，然后再對(duì)多路輸出電流進(jìn)行采集并反饋，從而實(shí)現(xiàn)恒流控制，詳細(xì)的工作原理在許多文獻(xiàn)中均有闡述，在此不再贅述，僅列出兩者的原理圖，以供參考。

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　　1.3 成本比較

　　從圖2、3可知，兩種解決方案的外圍器件幾乎相同，因此總成本主要取決于幾個(gè)芯片之間的差價(jià)。實(shí)際上，AP3068的價(jià)格要小于AP3039與AP3608E的價(jià)格之和，也就是說，方案二在成本上更低，更具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

　　1.4 性能比較

　　對(duì)于LCD TV產(chǎn)品，在背光技術(shù)方面有幾個(gè)比較受關(guān)注的指標(biāo)，其一就是背光的均勻性，不允許LCD屏上不同區(qū)域出現(xiàn)明顯的亮度變化，這也就要求每個(gè)LED燈串的電流匹配度（Current Match）要高。其二是背光可調(diào)節(jié)，用以應(yīng)對(duì)不同環(huán)境和消費(fèi)者個(gè)人使用習(xí)慣的需求，不允許出現(xiàn)調(diào)節(jié)無反應(yīng)或調(diào)節(jié)后不穩(wěn)定的情況出現(xiàn)。其三是器件溫升不能過高。下面就從這3個(gè)方面對(duì)這兩種方案分別進(jìn)行測(cè)試與對(duì)比。

　　1）電流匹配度對(duì)比

　　實(shí)際應(yīng)用中，輸出電容的大小對(duì)各通道電流的均流效果有較大的影響，如果條件允許，該電容值取值越大越好。文中方案輸出電壓46V,各通道設(shè)定輸出電流60mA,總輸出電流約0.48A,采用了220uF/63V的電容值。下表2為兩種方案在穩(wěn)定后各通道的電流測(cè)試值（CH1~CH8表示各個(gè)Channel,單位：mA）：

　　經(jīng)過計(jì)算可得出：方案1的電流匹配度為1.0%;方案2的電流匹配度為0.95%.考慮到儀器測(cè)量誤差、器件差異（如采樣電阻為1%精度）等因素，兩個(gè)方案的電流匹配度近似相等，也都滿足規(guī)格書的要求（<1.5%）。

　　2）調(diào)光測(cè)試

　　背光亮度調(diào)節(jié)是LCD TV產(chǎn)品的一個(gè)重要功能，不僅要求調(diào)光時(shí)輸出穩(wěn)定，而且還要求調(diào)光線性度也要好。下表是這兩種方案的在不同的調(diào)光占空比情況下，所測(cè)得的輸出電流的平均值。

　　從表中數(shù)據(jù)可以看出，在占空比為100%時(shí)的電流值并不等于表2中的各通道電流之和，主要原因在于儀器測(cè)試誤差所致，這不影響我們對(duì)調(diào)光性能的判斷。經(jīng)測(cè)試這兩個(gè)方案輸出電流波形在關(guān)斷和開通時(shí)無過沖無震蕩。因此，這兩種方案都能夠非常理想的實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能。

　　3）熱性能對(duì)比

　　器件溫升是一個(gè)比較重要的技術(shù)指標(biāo)，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到產(chǎn)品的使用壽命，溫升越高壽命越短。但是器件不同溫升標(biāo)準(zhǔn)也不同，因此沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，僅要求器件溫升越低越好，一般在室溫25℃時(shí)器件溫升50℃以下都在安規(guī)范圍內(nèi)。

　　用熱成像儀測(cè)試，方案1的最高溫度器件是AP3608E,溫度為47.8℃；方案2的最高溫度器件是AP3068,溫度為52.9℃，兩者相差大約5℃。其原因有幾個(gè)方面：（1）如前所述，AP3068相當(dāng)于一個(gè)AP3039與一個(gè)AP3608E,除了還承擔(dān)AP3608E的恒流損耗，還承擔(dān)AP3039的驅(qū)動(dòng)電流損耗。（2）方案2是一個(gè)單芯片方案，熱源集中，散熱條件不如方案1.除此以外，還與PCB Layout有關(guān)系。但總而言之，方案2比方案1的最高器件溫升略高。

　　通過上述3個(gè)方面的對(duì)比可知，方案1、2在電性能上并沒有太大差異，最大的差異在器件溫升方面，但也不過略有差異而已。

　　2 結(jié)論

　　對(duì)于LCD TV中LED背光驅(qū)動(dòng)的兩種解決方案：AP3039+ AP3608E方案和AP3068單芯片方案，通過工作原理、成本和性能方面的綜合比較可知，AP3068的單芯方案成本更低，溫升略高，如果對(duì)溫升要求不苛刻，它是一種更好的選擇。