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大尺寸LED背光源发展元年各大芯片厂商加

2019-07-17 18:40:12来源:励志吧0次阅读

  2010年是大尺寸LED背光源发展的重要一年,LED背光源超薄、节能环保、高色采品质的显示优点已经成为推动背光源发展的强劲动力。根据研究机构的预测数据,2010年,全球LED液晶电视销量将到达3200万台,占全部液晶电视比重约19%;2011年采取LED背光大尺寸面板出货比率将到达56%,传统背光面板的出货量将下滑至44%;到2015年,LED面板出货渗透率将达到78%。在中国上,LED将在近两年全面超越CCFL普通液晶电视。

  安森美(OnSemi)半导体电源及便携产品全球销售及营销高级总监郑兆雄表示,传统液晶电视采取冷阴极荧光灯(CCFL)背光,一般是将PFC电压经过24 V转换(传统电源)或不经过24 V转换(LIPS电源)后升压至超过1,000 V乃至2,000 V的交换高压来驱动呈条型或U型的CCFL灯管;而LED背光液晶电视采取若干条LED光条,主要以侧光式或背光式方案来背光,因此电源管理的一项重要要求就是提供高能效;另外,以电视机为例,由于LED背光液晶电视以超薄外型为重要卖点,故其电源管理方案要具有低高度以配合纤薄设计,同时还要顾及散热、下降电磁干扰、不同通道亮度匹配、调光及故障诊断和保护等问题。

  如上所述,这些条件要求半导体器件和解决方案提供高能效,采用更小巧(特别是低高度)的元器件来配合更纤薄设计,同时顾及改良散热、降低电磁干扰、提供高亮度匹配度(以提供亮度一致的背光)、调光、诊断和保护等。 郑兆雄补充说。

  目前,安森美可同时提供侧光式和直下式LED背光方案。以侧光式方案为例,安森美半导体提供高性价比的多通道线性LED侧光方案,这方案在半桥转换段采取NCP1397低级侧控制器和500 V高压MOSFET NDF05N50,同时采取6通道线性LED驱动器CAT4026。CAT4026的目标能效高于90%,典型能效达94%,提供《 2%的极佳电流匹配精度及《1%的400 Hz PWM调光范围,并采取外部功率双极结晶体管来提供散热,更好地处理散热问题。

  除了基于NCP1397、NDF05N50和CAT4026的线性侧光式方案,安森美半导体还提供包括基于NCP1397、NDF05N50和NCP1034的直下式降压驱动方案。NCP1034采取高达500 kHz的可编程开关频率驱动一对外部N沟道MOSFET,能够灵活地调节(IC)的工作,符合系统级要求。另外,使用内部1.25 V参考电压便能对输出电压精密稳压,用于低压运用。这器件的预防电气故障的保护特性,如欠压锁定和断续(hiccup)电流限制,在产生故障事件时提供所须的系统级安全性。优势包括驱动高能效场效应管(FET)及为1颗或多颗器件提供固定频率。

  值得一提的是,安森美半导体为LED背光液晶电视提供完全方案,除侧光式或直下式背光方案外,还包括功率因数校订(PFC)、待机开关电源和相干的整流器、运算放大器、MOSFET及分立器件等,为客户提供一站式方案选择。

  凌力尔特(Linear)公司电源产品产品市场总监Tony Armstrong认为,传统LCD HDTV采取CCFL灯管作为背光源,除所能提供的对比度比仅在450cd/m2~650cd/m2之间外,最主要的问题还在于 不能够完全关断 CCFL背光源或对其进行局部调光 。也就是说,目前这一代LCD HDTV是没法获得真正的 黑色 的,而且所有彩色的动态范围均较低。

  与此相反,当采取 HB LED背光照明时,一个能够以背面照明 LED群 来进行局部调光或关断操作的LED阵列(对46英寸显示器而言,LED的数目多达1,600 个)提供了几乎比CCFL设计高出一个数量级的对比度比(》4,000cd/m2)。另外,通过调剂背光照明LED群的亮度,还能复制更多的中间色调,从而使得图象更加栩栩如生。

  另一个好处是能够在局部位置将LED完全关断,从而减少运动模糊。通过在帧与帧之间将LED完全关断,由快速运动物体所引发的图象模糊实际上将被消除,因此,LED的快速响应速率是至关重要的。 Tony说。

  他再次强调了对LED产品的可靠性和寿命等性能的重要性。认为除使方案更加纤巧、紧凑和扁平外,驱动IC还在高开关频率条件下运作,在基于电感器的DC/DC开关拓扑结构中,这些高开关频率可减低电感器和输出电容器的数值、尺寸和成本。另外,在某些场合中,驱动IC还能够实现肖特基二极管和升压二极管的片内集成,从而减少外部元件的数目。这反过来又降低了设计复杂性,并缩减解决方案的外形尺寸和本钱。

  对于》100W的LED照明运用来说,Tony表示,LED驱动器电路的选择在很大程度上取决于输入电压范围、LED 串本身的积累电压降、和足以驱动LED所需的电流。这致使了多种不同的可行LED驱动器拓扑结构,例如:降压型、升压型、降压-升压型和SEPIC型。其中,标准降压型转换器是最简单和最容易实现的方案,升压型和降压-升压型转换器次之,而SEPIC型转换器则最难实现,这是由于它采用了复杂的磁性设计原理,而且需要设计者具有高程度的开关模式电源设计专长。 无论是何种拓扑结构,Linear都有针对性地提供了一种优化的LED驱动器解决方案。

  TI半导体事业部高性能模拟产品业务拓展经理刘学超强调说,LED TV在节能、环保、高寿命、色域广、易于超薄化等方面所具有的优势是毋庸置疑的。但目前看来,LED作为半导体发光二极管本钱依然较高,和采取CCFL的电视相比,其本钱比传统LCD TV高出20%~50%,特别是直下式背光LED,成本远远高于传统LCD TV;另一方面,无论采取直下式或是侧光式技术,各厂商都希望能具有动态PWM调光,也都需要解决效力和本钱的瓶颈。同时,目前LED背光面板方案各不相同,如何使LED驱动适用于不同面板,提高兼容性,也是值得思索的问题。

  以TI具有集成智能热控制器的8通道LED驱动器控制器TLC5960为例,刘学超认为, 4组裕量电压监控反馈(HVM)与FET控制器 和 稳健性、全面的系统诊断功能、LED/FET开路与FET短路保护 是该产品最大的优势所在。 另外,TI还有针对LED TV主板电源和背光电源150W LIPS的方案,其拓扑结构包括UCC28051(TM PFC)、UCC25600(LLC 谐振半桥)、UCC28610(待机及系统电源)、TPS40210(DC/DC Boost变换)和TLC5960(8ch LED恒流驱动),完全能满足待机和工作功耗要求。

  飛兆(Fairchild)日前也公布了一款專門針對LED TV開發的整體電源和背光照明解決方案FSFR1700L。根據測試結果,相比普通CCFL解決方案所需的180W功率,新方案的功率可以降到110W以下。新設計具有高性能功率因數校訂(PFC)、高效DC/DC、電流平衡和系統保護等特性。據稱是 當今市場上首個由半導體廠商提供的全合一(all-in-one)(從AC/DC到LED背光照明)解決方案之一,是32至55英寸液晶電視的理想選擇。

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