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面向HDTV應(yīng)用的高亮度LED驅(qū)動(dòng)器解決方案LT3755 (1)

2009-12-15 作者:admin 來(lái)源:網(wǎng)文 瀏覽量: 網(wǎng)友評(píng)論: 0

摘要: 有關(guān)高亮度LED (發(fā)光二極管) 的市場(chǎng)分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)存在著巨大的差異。盡管預(yù)測(cè)存在分歧,但有一個(gè)趨勢(shì)是明確的,即:高亮度 (HB) LED市場(chǎng)將以一種驚人的速度迅猛成長(zhǎng)。

  有關(guān)高亮度LED (發(fā)光二極管) 的市場(chǎng)分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)存在著巨大的差異。盡管預(yù)測(cè)存在分歧,但有一個(gè)趨勢(shì)是明確的,即:高亮度 (HB) LED市場(chǎng)將以一種驚人的速度迅猛成長(zhǎng)。根據(jù)法國(guó)Yole Development公司所做的預(yù)測(cè),所有LED的市場(chǎng)規(guī)模將在2012達(dá)到103億美元。在這當(dāng)中,高亮度和超高亮度LED總共將占到約44.5億美元;幾乎是2007年7.83億美元市場(chǎng)規(guī)模的5.5倍 (基于封裝式LED)。

  是什么支持了如此令人注目的成長(zhǎng)潛力?首先,LED的發(fā)光效率是白熾燈泡的10倍,以及熒光燈的2倍,因此,當(dāng)提供一個(gè)給定的光輸出量 (單位:流明)時(shí),它所需的電能以及產(chǎn)生的熱量大幅度下降。隨著LED的進(jìn)一步發(fā)展,它從電能產(chǎn)生光通量的效率將繼續(xù)升高。其次,當(dāng)今世界非常重視環(huán)保,LED照明不需要操作、暴露和處置熒光燈泡中常見(jiàn)的有毒汞蒸汽。第三,白熾燈泡每1,000小時(shí)就需要更換,熒光燈泡的使用期限為10,000小時(shí),而LED的壽命則長(zhǎng)達(dá)100,000小時(shí)以上。在大多數(shù)應(yīng)用中,這使得LED能夠被永久地嵌入在最終產(chǎn)品或系統(tǒng)中,而無(wú)需采用某種固定物。具體實(shí)例包括汽車(chē)中的車(chē)身面板或HDTV中的LCD顯示屏,因?yàn)樗鼈冊(cè)谄?chē)或HDTV的使用期限內(nèi)將永遠(yuǎn)不需要更換。此外,LED的面積和高度要比同類(lèi)替代方案小幾個(gè)數(shù)量級(jí),而且可以制作成非常扁平的外形,因此能夠永久性地嵌入在汽車(chē)的內(nèi)部和外部裝置以及扁平的消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品中。另外,通過(guò)采用一種紅光、綠光和藍(lán)光 LED配置,還可以提供無(wú)限多種彩色光。LED的調(diào)光和接通/關(guān)斷操作速度之快遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人眼的分辨能力,因而在背面照明HDTV及其他類(lèi)型的顯示器中實(shí)現(xiàn)了巨大的改善。如果沒(méi)有LED,高對(duì)比度比和高分辨率清晰型LCD HD TV將無(wú)法成為現(xiàn)實(shí)。

  然而,照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)師所面臨的最大挑戰(zhàn)之一是:如何優(yōu)化最新一代LED的所有優(yōu)勢(shì)?由于LED通常需要一個(gè)準(zhǔn)確而高效的DC電流源以及一種調(diào)光方法,因此,必須設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)器IC,以在眾多應(yīng)用中滿足這些要求。電源解決方案必須具備高效、功能堅(jiān)固性、緊湊和成本效益性等特點(diǎn)。可以說(shuō),對(duì)于 LED驅(qū)動(dòng)而言,汽車(chē)應(yīng)用和大型HDTV LCD顯示器的背面照明應(yīng)用是其所面臨諸多極苛刻應(yīng)用當(dāng)中的兩個(gè)。由于LED在汽車(chē)應(yīng)用中所擁有的綜合優(yōu)勢(shì),它們已經(jīng)被各種汽車(chē)照明形式全面采用,從車(chē)前燈到儀表盤(pán)/導(dǎo)航裝置背面照明以及普通的車(chē)身內(nèi)部/外部照明等一應(yīng)俱全。傳統(tǒng)上一直由CCFL (冷陰極熒光燈) 來(lái)提供的LCD HDTV背面照明應(yīng)用正在逐漸地被規(guī)模較大、能夠以單獨(dú)的LED串來(lái)調(diào)光的高亮度LED陣列所取代,從而實(shí)現(xiàn)了非常精準(zhǔn)的局部調(diào)光。與采用CCFL背光源的傳統(tǒng)HDTV相比,這使得對(duì)比度比提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。如前文所述,由于具有局部調(diào)光能力和超快的響應(yīng)時(shí)間,因此可以實(shí)現(xiàn)LED亮度的即時(shí)調(diào)節(jié),從而消除了在CCFL背光照明HDTV固有的運(yùn)動(dòng)圖像模糊這一長(zhǎng)期存在的棘手問(wèn)題。

  汽車(chē)LED照明

  諸如小外形尺寸、低功耗和快速接通時(shí)間等優(yōu)勢(shì)開(kāi)創(chuàng)了高亮度LED被當(dāng)今汽車(chē)所廣泛采用的局面。LED在汽車(chē)中的初始應(yīng)用是中央高架停車(chē)燈 (CHMSL);這些應(yīng)用使用紅光LED來(lái)提供一個(gè)非常扁薄的照明陣列,該照明陣列易于安裝,而且永遠(yuǎn)不需要更換。

  傳統(tǒng)上,白熾燈泡是最為經(jīng)濟(jì)的光源,而且仍然被許多汽車(chē)所采用。然而,隨著可用照明空間的日益縮小以及對(duì)照明光源使用壽命要求的不斷提高,在許多應(yīng)用中,由LED所提供的燈光色彩和精簡(jiǎn)型設(shè)計(jì)方案正在迅速取代白熾燈泡。信息娛樂(lè)系統(tǒng)中的傳統(tǒng)CCFL-LCD背面照明被白光LED陣列所取代的現(xiàn)象正變得越來(lái)越普遍,后者提供了更加精準(zhǔn)且可調(diào)的背面照明以及將輕松超越汽車(chē)壽命的使用期限。更有甚者,人們還在利用一種電可操縱型高電流LED陣列來(lái)開(kāi)發(fā)車(chē)前燈 (見(jiàn)圖1),而該領(lǐng)域一直是被鹵素/氙燈絲設(shè)計(jì)所把持的。幾乎所有的汽車(chē)照明應(yīng)用 (包括車(chē)身內(nèi)部/外部照明和背光照明應(yīng)用) 都將逐步過(guò)渡為采用LED。在該環(huán)境中使用LED的好處具有諸多積極的含意。首先,它永遠(yuǎn)不需要更換,因?yàn)槠溟L(zhǎng)達(dá)100,000小時(shí)以上的固態(tài)壽命 (服役年限:11年半) 比汽車(chē)的使用壽命還要長(zhǎng)。這使得汽車(chē)制造商能夠把它們永久性地嵌入車(chē)艙內(nèi)的照明系統(tǒng)中,而無(wú)需像以往那樣留有用于更換燈絲燈泡的入口。由于LED照明系統(tǒng)不需要白熾燈泡所要求的安裝深度或面積,因此還可使汽車(chē)的造型發(fā)生引人注目的顯著變化。

  圖1示出了近期投產(chǎn)的Lexus LS600h LED車(chē)前燈。Audi (奧迪) 公司的R8和GM公司的Escalade擁有類(lèi)似的選項(xiàng)。所有這些車(chē)輛的總體照明配置都是相似的。每個(gè)車(chē)前燈部件包含5種專為所有照明要求而優(yōu)化的LED 光束,這些光束包括:近光、遠(yuǎn)光、彎道光、晝間行駛燈和轉(zhuǎn)向信號(hào),它們?nèi)慷加蒐ED來(lái)提供。標(biāo)準(zhǔn)光束一般將需要35W至50W的功率。聽(tīng)起來(lái)好像并不太多,但請(qǐng)不要忘記:LED提供的光通量是鹵素?zé)舻?0倍,因此50W LED的光輸出與500W鹵素?zé)羰窍喈?dāng)?shù)摹_h(yuǎn)光所需的功率與標(biāo)準(zhǔn)光束相同或稍高,而彎道光、晝間行駛燈和轉(zhuǎn)向信號(hào)將需要較少的功率。這些光束均可利用單個(gè) HB LED驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng),這就是凌力爾特公司的LT3755。由于電能消耗有可能超過(guò)200W,可見(jiàn)采用發(fā)熱量極少的高效率LED驅(qū)動(dòng)器是何等的重要。

  汽車(chē)LED照明的設(shè)計(jì)參數(shù)

  為了確保最佳的性能和長(zhǎng)久的工作壽命,LED需要一個(gè)有效的驅(qū)動(dòng)電路。這些驅(qū)動(dòng)電路必須能夠從相當(dāng)苛刻的汽車(chē)電源總線獲取工作電源,而且還應(yīng)兼具成本和空間效益性。為了維持其長(zhǎng)久的工作壽命,一定不得超過(guò)LED的電流和溫度限值。

  大多數(shù)車(chē)前燈應(yīng)用都需要大約50W的LED電流。凌力爾特的LT3755專為服務(wù)于此類(lèi)應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它能夠把汽車(chē)總線電壓 (標(biāo)稱值為12V) 提升至高達(dá)60V,以驅(qū)動(dòng)多達(dá)14個(gè)串聯(lián)的1A LED。

  圖2描繪了LT3755的效率 (可高達(dá)93%)。這一點(diǎn)極其重要,因?yàn)樗獬藢?duì)任何功率元件進(jìn)行散熱的需要,從而實(shí)現(xiàn)了非常緊湊的占板面積。雖然圖2中的電路是升壓模式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),但 LT3755運(yùn)用了獨(dú)特的高壓側(cè)電流檢測(cè)設(shè)計(jì),因而使其還能夠根據(jù)應(yīng)用的特殊要求而被配置成升壓、降壓式、降壓-升壓模式或反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

面向HDTV應(yīng)用的高亮度LED驅(qū)動(dòng)器解決方案LT3755 (2)

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