一种用于侧光式WLED TV背光应用的功率解决方案

2010-11-08 16:29:34来源: 互联网

  发光效率的提高、使用寿命的延长,以及对广色域需求的不断增长,推动发光二极管(LED)取代冷阴极荧光灯(CCFL)成为液晶显示屏(LCD)平板电视的背光选择。为了给大尺寸LCD TV提供足够的亮度,LED背光需要采用许多LED阵列。根据其排列方式,LED背光单元(BLU)可划分为侧光式LED BLU和直光式LED BLU两种,如图1、2所示。在侧光式LED BLU中,需要高效率、高升压比DC-DC转换器来驱动串联的LED串。级联DC-DC转换器可以满足这些要求,但也带来一些挑战,比如额外的复杂性和更高的成本。本文将介绍一种能够解决上述问题的倍压升压型转换器。

侧光式LED背光照明的功率要求

  LCD TV中的BLU对于应用总成本的影响很大,因为它可能占LCD TV总成本的30-40%,并且对最终的角亮度(angular luminance)、对比度和亮度起着举足轻重的作用。

  作为一种BLU光源,LED在LCD行业迅速崭露头角,作为CCFL的替代品,预计其将在未来数年内保持稳健增长。LED在色彩表现力和产品使用寿命方面优于CCFL,因为它拥有不会与实际RGB波长峰值重叠的RGB波长。LED还很容易小型化,且抗震能力极强。但是LED也有一个缺点,那就是它的成本较高。由于侧光式的成本优势以及光学薄膜技术针对不同测光类型的发展,目前侧光式LED BLU主要运用于LCD平板电视。

  在大尺寸TV中,BLU边缘排列有60个LED,这就需要电源能提供一个高压稳定电流源。例如,为了将开关电源(SMPS)的24V输出电压提高到130V,通常会使用级联升压转换器。如前所述,这种方案存在很多缺点,而且成本和驱动复杂性始终是该方案难以克服的挑战。因此,有不少论文建议选择使用高升压比升压转换器。众所周知,倍压升压型转换器是其中最具竞争力的解决方案之一。利用这种拓扑结构,半导体供应商可以提供最高效、最具成本效益的解决方案。

  下面将介绍一种倍压升压型DC-DC转换器的设计,并利用37英寸的LED背光平板电视予以验证。侧光式LED背光的功率要求如表1所示。

倍压DC-DC转换器

  侧光式LED背光需要一个高效率、高升压比的DC-DC转换器设计。升压转换器可以满足这些要
求。图3所示为一个采用了飞兆半导体MOSFET的倍压升压型转换器的电源模块示意图。

  

  为了便于解释电路的工作原理,图4给出了开关周期内图3所示电路的拓扑级,而图5所示为其主要波形。

  

  

  通过MOSFET的开关转换,倍压升压型转换器支持两种工作模式。第一种模式出现MOSFET(Q)导通期间;第二种模式出现在T0 – T1时间间隔内。如图3所示,这是电感充电,二极管D1反向偏置,隔直电容Cblock从Cout1充电。在这个阶段,负载电流由滤波器电容Cout2提供。从图4(a)可以得出:   

  当MOSFET(Q)关断时,电感电流从MOSFET换流到二极管D1。然后,电感中储存的能量被释放到Cout1,阻断电容Cblock放电到滤波器电容Cout2中。

  电压转换比可根据电感上的电压-时间(伏-秒,volt-second)平衡关系计算出。从式1)和式2)可得:

  这里,D是占空比,VOUT为输出电压,而VIN则为输入电源电压。

  关断期间MOSFET(Q)的漏源电压是输出电压的一半,故可以选择漏源击穿电压(BVDSS)较低的MOSFET,即使其输出电压较高也无妨。这意味着升压转换器的总体效率随MSOFET的BVDSS降低而提高。鉴于漏源导通阻抗(RDS(on))与栅极电荷(Qg)值是MOSFET最重要的特性参数,这就有可能选择比较合适BVDSS的MOSFET。

 

[1] [2]

关键字:侧光式LED  LED背光  功率解决方案

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/szds/2010/1108/article_2215.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
侧光式LED
LED背光
功率解决方案

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 电视相关 白色家电 数字家庭 PC互联网 数码影像 维修拆解 综合资讯 其他技术 技术产品 应用设计 论坛

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved