LED TV取代CCFL TV 为大势所趋

　　HDTV为成长最高的消费电子产品市场之一，过去大型平面电视机一直采用冷阴极灯管（CCFL）背光照明。不过，为消除CCFL照明中有毒的水银蒸气、同时提高效率和性能的需求，已推动LED背光照明进入新的HDTV设计。此外，由于很多国家的政府已采取新的绿色措施，消除CCFL中常用的水银等有毒材料，亦助长此一趋势。

　　随着消费者需要更大的HDTV和更高的分辨率，对电视机的需求已迅速从高画质等离子（PDP）转移到高画质液晶电视（LCDTV）。根据市场调查公司研究，高画质PDP的销售在2008年达到高峰，收入约为240亿美元，而高画质液晶电视拥有750亿美元的市场产值，至2010年将成长到930亿美元。不过，高画质液晶电视仍有诸多缺点，包括从快速运动图像模糊到彩色再现不准确等问题。就目前的HDTV而言，无法达到真正的黑色，而且所有颜色的动态范围都有改进余地，如高画质液晶电视只能提供450~650cd/m2的对比度。这些HDTV的主要问题是它们不能彻底关断CCFL背光照明或对其进行局部调光。

　　相反，用高亮度（HB）LED背光照明，一个LED数组（就55寸显示器而言，有多达二千四百个LED）可以分成二百四十个单独的调光组。每组通常由八至十个30~50毫安的LED组成，各组可以透过单个接脚独立调光，从而提供局部调光。

　　这样的设计提供几乎比CCFL设计高一个位数级的对比度（>4,000cd/m2）。此外，透过以宽调光比调节LED组背光照明，可以再现更多中间色调颜色，从而提供更生动的画面。

　　能够局部关闭LED的另一个好处，是能减轻运动模糊现象。透过在讯框之间彻底关断LED,几乎完全消除有关快速移动物体的模糊问题。在解决CCFL背光照明高画质液晶电视遇到的这种快速运动模糊问题时，LED能否快速响应是关键。

　　为了让局部调光设计可行，须要具有多个通道、能以非常宽的调光比独立调光的LED驱动器。幸运的是，有些电源IC设计者已预期到这种需求。

　　LED调光通常透过采用一个直流电（DC）讯号或一个滤波脉冲宽度调变（PWM）调节流经LED的顺向电流来完成。虽然降低LED电流可调节LED光输出强度，不过顺向电流的变化也会改变LED的颜色，因为LED的色度随电流而变。很多应用如高画质液晶电视及汽车背光照明都不容许LED颜色有任何偏差，在这些应用中，需要宽调光范围，因为环境中有不同的光线变化，而且人眼对光强的微小变化都很敏感。透过PWM讯号来控制LED的光强，允许对LED调光而不改变其颜色。

　　True Color PWM调光透过一个PWM讯号对LED调光。 它实质上是以PWM频率用满电流导通和切断LED。人眼有每秒五十至六十个讯框的限制，如透过将PWM频率提高到100Hz,人眼就会感觉脉冲光源是连续导通的。此外透过调制工作周期（导通时间的长度），可以控制LED的光强。采用此种方法时，LED的颜色保持不变，因为LED电流值或者为零，或为一个恒定值。很多HDTV设计者需要3,000:1以上的调光比，以适应多种环境照明情况。

　　业界已开发出专门用于HDTV的新型创新性LED驱动器，其降压模式的LED驱动器有十六个单独通道，每个可从高达45伏特的输入驱动一串由多达十个50毫安LED组成的LED串，每个信道都可用来驱动由十个LED组成的LED组，以提供局部调光。依此，每个驱动器皆可驱动多达一百六十个50毫安的白光LED。一个46寸的液晶电视需要约十八个驱动器，其十六个通道中的每一个均可独立控制，并具有单独的PWM输入，此具有高达5,000:1的PWM调光比。

　　每通道仅需要一个纤巧的片状电感和一个更加纤巧的陶瓷输出电容器，唯一所需的其它组件是单个输入电容与电流设置电阻。所有十六个信道的箝位二极管、电源开关和具补偿功能的控制逻辑电路被压缩在新型LED驱动器较小的五十六接脚、5毫米×9毫米四方扁平无引脚（QFN）封装之中。

　　新型LED驱动器在2MHz切换频率时，具有92%的峰值效率，从而毋需外部散热器。此外，该2MHz的切换频率大幅减小印刷电路板（PCB）所需多个电感的尺寸，因此允许使用非常薄的电视机外壳。此为一个关键因素，因为大多数消费者想要将HDTV安装到起居室的墙上，因此出于美感原因，需要重量轻和纤薄的外形设计。

　　新型LED驱动器的PWM调光能力高达5,000:1。甚至在仅为2微秒的导通时间时，一个20毫安LED的电流与100HzPWM讯号同步地导通和断开。更高的PWM调光比可用更低的PWM频率实现，但是100Hz保证不存在可见闪烁。

　　所有十六个通道的完整LED亮度都透过单个外部电阻器来设定，每通道具有相同编程LED电流（设定在10~50毫安之间），信道至信道的LED电流准确度在8%内。True ColorPWM调光用减小的工作周期提供准确调光，而所发射的光无任何颜色偏移，固定频率、电流模式控制电路在宽广输入和输出电压及电流内提供稳定运作。透过内部检测电阻器对每个通道LED电流进行控制，以及每通道的内部开关和控制电路提供LED驱动出色恒定电流源调节性能。内部100毫安电源开关和五十六接脚QFN封装外露导热焊垫提供足够功率和热量管理，以在50毫安处理十六个通道的功耗和热量。

　　LED显然已经成为HDTV背光照明主流选择，不过系统设计者仍须拥有满足特定设计性能要求的LED驱动器。因此，LED驱动器须能满足输入电压范围、输出电压和电流需求转换架构，为不同类型LED配置提供充足的电流和电压。因此，LED驱动器须具备以下特点，如宽广输入电压范围、宽广输出电压范围、高效率转换、严格调节LED电流匹配、低噪声与定频操作、独立电流和调光控制、宽调光比及用极少外部组件组成接脚占位精小的解决方案，以满足设计者的需求。