2009年19家公司LED驅動IC新品分析報告(四)
摘要: 第4章:2009年19家公司LED驅動IC新品羅列分析
第4章:19家公司 2009 LED驅動IC新品羅列分析
本章節整合了2009年度部分優秀LED驅動IC廠商推出的新品,并對各應用領域的新品進行了性能的分析和大致的比較。根據應用范圍將這些IC 分成了以下幾類:
l LED普通照明驅動IC
l LED閃光燈系列驅動IC
l 顯示屏系列驅動IC
l 大中尺寸背光照明驅動IC
l 中小尺寸背光照明驅動IC
這些廠家包括:
l TI 美國德州儀器公司
l ADI 美國模擬器件公司
l NS美國國家半導體公司
l Linear凌力爾特公司
l Fairchild飛兆半導體公司
l Onsemi 安森美半導體
l Supertex美國超科公司
l Maxim 美國美信集成產品公司
l NXP 恩智浦半導體
l MPS 美商茂力公司
l Micrel 麥瑞半導體公司
l Orient-Chip燦瑞半導體
l Diodes 美臺二極體股份有限公司
l Exar 公司
l Austriamicrosystems奧地利微電子
l Macroblock 臺灣聚積科技公司
l Anpec臺灣茂達電子公司
l Richtek立锜科技
l 杭州士蘭微電子有限公司
4.1 普通照明LED驅動IC
采用LED照明實現綠色節能已成為全球的一個發展趨勢。相比往年今年LED通用照明驅動新品很多,幾乎各大廠商均有新品推出,看來大家都較看好通用照明LED驅動IC的市場前景。
美國國家半導體公司推出的LM3445采用TRIAC調光,傳統的白熾燈、鹵素燈的調光設計大都基于triac (三端雙向可控硅)實現,當節能的LED照明方案出臺后,該調光器必須連接電阻負載的要求成為推廣新型節能照明的一個瓶頸,當使用LED作為燈源直接采用傳統triac調光控制的時候,會產生120Hz的閃爍或不能實現100:1的調光比。這款新品就解決了這一問題。LM3445 LED驅動器可將TRIAC的斬波信息解碼,并轉換成一個LED調光信號,從而能夠在幾乎整個調光范圍內實現完全無閃爍的亮度調控。同時LM3445可以實現很高的轉換效率,它的典型應用完全符合能源之星(Energy Star)對功率因素的規范要求。同樣支持triac調光的還有恩智浦半導體的新品SSL2101,SSL2101是恩智浦半導體今年推出的首款集成可調光市電LED驅動器,它是一款小尺寸開關模式電源(SMPS)控制器IC,現有的LED路燈和家庭普通LED照明解決方案基本上都分為兩個部分,一部分是將220V市電轉換到24V或48V的AC-DC電源適配器,另一部分是對LED提供驅動電流的LED升壓控制器。這一分立解決方案不僅所需元器件多,而且要占用相當大的空間。SSL2101就解決了這些缺點,同時SSL2101含有高壓電源開關,可以直接從整流市電電壓啟動,因而無需外部啟動電路,SSL2101還能在一塊芯片上提供非隔離(降壓)與隔離(回掃)解決方案。它有一個附加輸入,可以用來檢測電感元件的退磁,確保磁性材料得到充分利用,防止電流硬開關。該器件的內置電路可以用來降低電容性接通損耗,優化谷底開關效率,使SSL2101在低功率水平時能進行高效功率轉換。從性能上面來看,這款IC無論從調光方面還是其它性能方面均稱得上是優秀的解決方案。
另外美國國家半導體公司近期推出了另外一顆ICLM3424,該款LED驅動器是美國國家半導體PowerWise系列高能效系列芯片中一款新品,其特點是可以驅動高亮度的LED,適用于多種不同的室內/戶外照明系統以及汽車照明應用。LM3424芯片除了可獲得美國國家半導體WEBENCH LED Designer 的設計工具支持之外,還具有稱為熱能回折的溫度管理控制功能。美國國家半導體公司今年還推出了另外一款IC LM3429,它是一款多用途高壓LED驅動器控制器,可以配置成降壓,升壓,升/降壓(Flyback)或SEPIC拓撲,輸入和輸出的工作電壓額定值為75V,內部的PWM控制器可調開關頻率高達2MHz.同時還集成了精密的基準電壓,用于快速PWM調光的邏輯兼容DIM輸入,逐個周期的限流和熱關斷。
安森美半導體今年推出的NSI45恒流穩壓器系列以安森美半導體正待批專利的自偏置晶體管技術為基礎,針對不同輸入電壓的廣泛LED應用。在寬范圍內穩壓,確保工作電壓范圍內的恒定亮度。設計帶有負溫度系數,在極端的電壓和工作溫度下保護LED免受熱失控(thermal runaway)影響。
凌力爾特公司今年推出的LT3519可從12V輸入驅動多達10個100mA白光LED,從而使其非常適用于多種應用,它采用緊湊型 MSOP-16E封裝,在升壓模式可提供高達90%的效率。LT3519 運用真正彩色 PWM (True Color PWMTM)調光,以超過3000:1的調光范圍提供恒定LED色彩。就不那么苛刻的調光需求而言,CTRL 引腳可用來提供10:1的模擬調光。該器件的固定頻率、恒定電流、恒定電壓調節在寬電源和輸出電壓范圍內提供穩定工作,同時確保一致的LED亮度。可提供3種開關頻率選項:LT3519以400kHz切換、LT3519-1以1MHz切換、而LT3519-2可提供2.2MHz開關頻率,因此設計師能夠優化頻率,同時最大限度地減小外部組件尺寸。
另外近期凌力爾特公司又推出了一款同步降壓型 DC/DC 轉換器 LT3743,該器件用來提供恒定電流,以驅動大電流 LED。該器件的 5.5V 至 36V 輸入電壓范圍使其非常適用于多種應用,包括工業、DLP 投影和建筑照明。LT3743 從標稱的 12V 輸入提供高達20A 的連續 LED 電流,從而提供超過 80W 的功率。在脈沖 LED 應用中,它可以從12V 輸入提供高達 40A 的 LED 電流或 160W 功率。高達 95% 的效率無需任何外部散熱措施,這極大地簡化了熱設計。頻率調節引腳使用戶能夠在 100kHz 至 1MHz 的范圍內設定頻率,因此設計師可以優化效率,同時最大限度地減小外部組件尺寸。結合4mm x 5mm QFN 或耐熱增強型 TSSOP-28 封裝,LT3743 提供了一個非常緊湊的大功率 LED 驅動器解決方案。LT3743 提供 PWM 和 CRTL_SELECT 調光,以 3 種 LED 電流值提供 3000:1 的調光能力,從而使其非常適用于諸如 DLP 投影機中所需的色彩混合應用。類似地,LT3743 獨特的拓撲使其能夠以不到 2us 的時間內在兩個穩定的 LED 電流之間進行轉換,從而在 RGB 應用中實現了更準確的色彩混合。該器件保持 6% 的 LED 電流準確度以確保 LED 發出最準確的光度。其它特點包括輸出電壓調節、LED 開路保護、過流保護和熱降額電路。
今年美國超科公司推出的兩款芯片HV9918和HV9961突出的特點是通用性好,可以適用于ac-dc或者dc-dc的場合,相較其它推出的新品價格不高,總體性價比較高,平均模式控制方案,無需回路補償或高側電流檢測,簡化了電路,具有類似特性的還有飛兆半導體公司今年推出的RD226方案,無須次級端控制電路和光耦合器,帶有AC電源輸入的高亮度LED應用需要一個電路將AC輸入電壓轉換為恒流,而在某些應用中,由于負載必須與電源輸入隔離,因此增加了設計復雜性。傳統方法需要使用帶有恒流輸出的反激式轉換器。在大多數情況下,次級端控制電路會使用一個運算放大器配合一個參考電路,或只用一個專用控制IC來調節電流,并經由光耦合器向初級端的PWM控制器發送控制信息。飛兆半導體的創新解決方案,可讓設計人員實現無須次級端控制電路和光耦合器的AC輸入LED照明系統。
提到節省空間,簡化設計不得不提到今年美臺二極體股份有限公司推出的全新LED驅動器集成電路(IC)系列AP880X,AP880X降壓式DC-DC轉換器只需4個元件支持,能在高達600kHz的開關頻率下工作,從而可以使用體積更小、成本更低的電感器和電容器。同樣聚積科技推出最高可驅動輸出電流1安培、且效率高達93%的恒電流、降壓型DC/DC轉換器MBI6651也僅僅需要4個外部元件。MBI6651在額定輸入電壓下,僅須0.45 ohm的低導通電阻,可以有效降低在IC上產生的功耗,進而解決高功率LED熱的問題并增進系統效率。為了限制電源打開時所產生的突波電流,MBI6651內置的啟動裝置可將峰值電流限制在設定電流的1.15倍,增加系統穩定性。
從EMI 可靠性方面來講麥瑞半導體今年推出的全新系列的高亮度LED專用驅動器MIC3230/31/32具有低EMI特色功能,MIC3231提供抖動頻率功能,最高可將EMI降低12dB。同時三款產品均具有PWM調光功能。同樣聚積提供的MBI6901的解決方案也具有低電磁干擾,通過燈具照明設備的電磁干擾測試EN55015標準,并通過國際安規標準UL/CSA/IEC 60950-1。
國內廠商杭州士蘭微電子有限公司今年推出的SD42524在性能上面不輸給國際大公司推出的LED驅動IC,最高效率做到了96%,采用電流模式控制,具有快速的瞬態響應,環路穩定性設計簡單,恒流特性好。芯片輸出電流變化率可以控制在1%之內,由于芯片采用杭州士蘭微電子有限公司先進的 BCD工藝,并且內部使用了高精度的修調技術,芯片的輸出電流一致性好,不同批次的芯片輸出電流差異可以控制在2%之內。SD42524內置了抖頻功能,確保芯片內部振蕩頻率在一個很小的范圍內進行抖動,使集中的頻譜能量分散化,減小在單一頻率的對外輻射,從而改善了系統的EMI特性,簡化了EMI設計。此外,芯片內部集成了過熱保護電路,熱調節電路,限流電路等多重保護電路。綜合以上整體性能,我們看到了中國LED 驅動IC 的進步。
4.2閃光燈系列LED驅動IC
具有照相功能的手機越來越多,大多數數碼相機使用的氙氣閃光燈體積太大了,無法安裝在當今小巧的時髦產品中。取而代之的是手持設備的相機使用LED閃光燈,今年眾多優秀國際IC廠家NS、TI、ADI 、fairchild、maxim、onsemi均推出了一兩款閃光燈驅動IC,我們也看出了目前LED閃光燈驅動IC幾乎被國際幾家知名公司壟斷。
首先值得關注的是安森美半導體今年推出的NCP5680和CAT3224超級電容LED閃光驅動器系列,NCP5680結合了超薄棱形超級電容,為超薄照相手機和數碼相機提供了極佳的LED閃光和電源管理方案。光度可媲美氙氣閃光,但高度僅為后者的一半,且無需額外LED來拍攝視頻。完全可編程控制的超級電容充電及放電和獨特的過載保護,確保為高質量的攝影提供恰當的光。安森美半導體的NCP5680配合電池,管理一顆超級電容來驅動LED閃光至充分亮度,提供達10 A的大峰值電流。NCP5680中的I2C寄存器讓用戶能實時調節兩顆LED中各顆LED的輸出電流及閃光持續時間。所以這方案能提供不同的光照效果,如指示燈、預閃光、拍照用功率閃光燈,及視頻攝錄用電筒光。NCP5680連接至環境光傳感器時,會自動限制閃光持續時間,防止照片過度曝光,以保障照片質量。此外,超級電容充電電流可以I2C寄存器調節。NCP5680能在全球移動通信系統(GSM)傳輸期間關閉充電工作,從而限制電池的電流消耗。安森美半導體年初推出的另外一顆超級電容LED閃光驅動器CAT3224,支持三項關鍵功能:精密的超級電容充電控制、電流放電至LED閃光的管理,以及為LED手電筒模式提供恒流。CAT3224以模擬控制輸入電路上的外部電阻進行簡單編程,吸收達4 A的LED閃光脈沖電流及達400 mA的手電筒模式電流。這器件集成了雙模1x/2x電荷泵,這電荷泵將堆疊的超級電容充電至5.4 V額定電壓,同時主動平衡控制電路確保兩個超級電容單元的電壓在充電周期匹配。此外,CAT3224為用戶提供專用的邏輯輸出,在超級電容充電序列完成時進行標記。
美國國家半導體公司今年推出了兩款LED閃光燈驅動IC, LM3553和LM3554。它們均隸屬于美國國家半導體PowerWise 高能效芯片系列,效率最高達到90%以上。兩者均可驅動1至2顆大電流LED,非常適用于配備相機功能的手持式電子產品,例如移動電話、智能手機以及便攜式掃描器。傳統的閃光燈LED驅動器均采用電流回收的方式驅動大電流LED的電流回收。也就是說,所有電流都回流至驅動器,使驅動器產生大量熱能,進而影響系統的可靠性。LM3554芯片采用雙LED高端電流驅動架構,可為兩顆LED提供穩定的驅動電流,但LED的陰極則直接連接地線。這個連接地線的設計不但可以增強散熱能力,而且還可簡化布線的難度,同時保護電路的靈敏度。由于LED的燈光輸出與LED電流具有非線性的變化關系,所以即使燈光輸出量相同,雙LED架構的功耗仍然低于采用1顆LED的架構。另外,這款芯片備有監控引腳,可檢測系統的其他電路是否正在耗用大量電流,并在需要時靈活調整LED的電流,避免因電池的耗電量過大,導致系統出現故障或受損。LM3553是一款固定頻率的升壓直流/直流轉換器,內置兩個穩定電流接收器,只需一顆鋰電池便可輸出高達1.2A的負載電流。利用可調整過壓保護功能,這款芯片可驅動兩個串行高電流LED,以進一步提高設備的亮度/功率比。LM3553芯片不但設有高功率的閃光燈模式,以確保相機有足夠燈光拍攝靜照;而且還設有低功率的電筒模式,以便拍攝視頻短片時有足夠燈光。此外,這款芯片還設有128個閃光燈電流量級別及16個閃光燈計時時段。系統設計工程師只要通過I2C兼容接口便可為個別應用設定相應的電流量級別及計時時段。LM3553芯片還內置超時保護電路,以防閃光燈LED在故障操作時受到損傷。LM3553芯片的開關限流值可以根據需要加以靈活調整,方便系統采用飽和電流較低的小型電感器。
美國模擬器件公司今年推出的ADP1655是一款用于高分辨率照相手機的超小尺寸、高效率雙路LED閃光燈驅動器,可在低光照環境下提高圖像和視頻質量。這款器件集成了一個2MHz同步電感升壓電路、一個I2C兼容接口和一個500mA電流源。ADP1655的高開關頻率使得可以采用小外形尺寸的2.2mH電感,和美國國家半導體公司今年推出的產品一樣,電流源允許LED陰極接地,以獲得改善的散熱性能、低EMI和緊湊的布局。ADP1655在整個電池電壓范圍內都具有高效率,以最大限度地提高到LED電源轉換的輸入功率,并使發生閃光時汲取的電池電流降至最低。此外,Tx-mask輸入可以在GSM功率放大器電流上升時迅速降低閃光燈LED電流,從而降低電池電流。ADP1655的I2C兼容接口可實現定時器的可編程特性,以及用于工作狀態監測和安全控制的電流和狀態位回讀。ADP1655采用12焊球0.5mm間距的小型WLCSP封裝,額定結溫范圍為-40℃至125℃。
飛兆半導體公司推出的可編程LED閃爍器件FAN5646,為手機、超便攜設備、消費產品和工業/嵌入式系統設計人員提供能夠輕易編程的閃爍 LED 解決方案,以創造更出色的視覺體驗.FAN5646使用專有的TinyWire 單線數字接口,可編程出獨特的LED閃爍速度和圖案,而且無需微控制器即可實現連續運作.傳統的LED閃爍編程方案包括連接LED至LDO穩壓器,或使用一個FET加鋰電池,但是這兩種實施方案均需要一個微處理器來編程閃爍圖案,而且微控制器需要連續運作以維持圖案,造成電池電流消耗.相較之下,當FAN5646處于使能狀態時,可連續播放這些LED閃爍圖案,直到微控制器發出指令停止,大大減少功耗。
美國美信集成產品公司推出的采用微型5mm2晶片級封裝(WLP)的1.5A白光LED (WLED)閃光燈驅動器IC MAX8834。該器件集成一個I2C接口、一個5V PWM DC-DC升壓轉換器、2個用于電影模式和閃光燈照明的大電流調節器、以及一個用于驅動指示LED的低電流調節器。兩種開關頻率選項允許設計者針對高效率(2MHz選項,滿載時效率高達95%)或最小整體方案尺寸(4MHz選項,16.5mm2 PCB區域)進行優化。MAX8834提供支持5兆像素相機模塊的緊湊、靈活的方案,理想用于智能電話及其它需要1.5A閃光燈電流的蜂窩電話。MAX8834的輸入電壓可低至2.5V,能夠支持下一代深度放電的電池類型。5V PWM升壓轉換器集成了內部開關MOSFET和同步整流器,以實現高效率和最小的方案尺寸。提供2種輸出電壓模式:固定(3.7V至5.2V)模式和自適應模式。固定模式下,MAX8834能夠用于驅動閃光燈LED以外的其它系統負載。自適應模式下,升壓轉換器僅將輸出電壓提升至驅動閃光燈LED所需的電壓,以提供最佳的整體效率和最低的從輸入電源吸入的峰值電流。每個低壓差(500mA時最大為110mV)、大電流調節器在閃光燈模式下具有高達750mA的電流、在電影模式下具有高達125mA的電流。低電流調節器提供高達16mA電流,用于驅動指示LED,該調節器還包含可編程逐漸開啟、逐漸關閉和閃爍定時器。所有這些功能均可方便地通過I2C接口控制。MAX8834具有專有的、正在申請專利的MAXFLASH功能,允許用戶設定臨界輸入電源電壓。MAXFLASH功能開啟后,當達到臨界電壓門限時MAX8834將自適應地降低閃光燈電流。該功能對于避免在電池接近系統關斷電壓時因閃光燈照相而產生系統閉鎖或關斷的情況極為有用。GSM屏蔽功能在PA傳輸期間自適應地降低輸入電源電流至用戶設置的級別,使閃光燈電流在任何工作條件下均保持最大。其它功能包括可選擇的遠端溫度傳感器接口、I2C可編程安全和看門狗定時器、以及自動開路/短路LED檢測。可以通過I2C接口讀取故障監測器,方便了自動化工廠測試。
4.3 顯示屏驅動LED IC
顯示屏LED 驅動IC 市場臺商頂起半邊天,臺商當初切入全球LED驅動IC市場是以聚積、點晶為主,并鎖定LED廣告顯示面板產品,最后成功擊退美國德州儀器公司(TI)、東芝(Toshiba)等外商,聚積甚至曾經在大陸市場取得高達80%以上的市占率,2008年全球市占率達47%,今年TI 美國德州儀器公司、聚積均推出了幾款顯示屏驅動IC,同時也有其它的臺商注入此領域,這里不再一一介紹。
隨著高階LED顯示屏競爭趨于激烈,對于LED亮度均勻性以及色彩精準度的嚴格要求,光靠篩選LED的質量已無法符合需求;因此,針對每顆LED進行點對點校正以提升LED顯示屏畫質,儼然成為趨勢。目前市場上點校正的做法多數是透過控制器進行運算,然而,這種方式會增加控制器的負荷并且限制了能控制的LED點數,不但花費高,控制器的設計也復雜。內建在MBI5040的數字點校正新功能,可以個別調整LED亮度均勻性,并且避免了一般在進行點校正過程中,所產生的LED色度偏移問題。此外,透過MBI5040直接進行點校正運算,也可以讓控制器更專注于影像處理工作。
一般進行點校正可分為模擬方式或數字方式兩種,然而,透過模擬方式進行點校正通常會造成LED波長偏移的問題,亦即LED色度偏移問題。臺灣聚積科技公司今年推出的MBI5040的主要特色即是透過數字方式進行8位的點校正,在相同的視覺刷新率下,補償每顆LED亮度,以確保LED亮度隨著周遭環境的明暗變化,仍能維持亮度均勻一致,且無須擔心進行點校正所造成的LED色度偏移問題。另外,MBI5040特別內建專利保護電路設計,將灰階數據與點校正數據相乘,因此在進行點校正時,LED顯示屏不需要犧牲影像灰階數或是視覺刷新率。MBI5040也提供16位PWM功能,并采用聚積科技的-S-PWM專利技術,以有效增加視覺刷新率。MBI5040兼具8位數字點校正和16位PWM功能,且仍然能維持高視覺刷新率,使得控制器可以用較低階的FPGA進行設計,因而降低控制器整體的設計成本。因此透過經濟實惠的MBI5040即可讓LED顯示屏輕松升級成為高階LED顯示屏,特別適合室內、戶外LED顯示屏、LED廣告屏、商用LED屏等應用。
美國德州儀器公司推出的兩款新品在性能上面于聚積的相比具有更高度的電流精確度,TLC5952提供GLOBAL BRIGHTNESS CONTROL功能。
奧地利微電子公司推出的簡單易用的用戶界面(UI)LED驅動器AS1115整合了顯示驅動和鍵盤掃描功能,實現了完整的面板解決方案,省去μP或其它邏輯電路及分立器件,進而降低了BOM數目和成本。AS1115既能以每個數字47mA的電流驅動8個7段數字,又能以每顆LED 5mA的電流驅動64顆獨立LED。外部電阻可輕松調整電流。AS1115具有3%的出色精度,由于被驅動的LED之間及LED模塊之間的強度差異極小,極大提高了LED顯示屏的畫質。無論是全局數字亮度控制或是每個數字的獨立調光,均采用4位PWM機制。另外,AS1115還提供多達16鍵的回讀功能,從而實現了單芯片UI解決方案。AS1115具有內置LED錯誤檢測。使用簡單直觀、用戶友好的軟件接口使錯誤診斷在正常工作期間即能輕松實現。該方案能檢測到多路復用8x8 LED陣列內出現的任何開路或短路故障,同時還可提供詳盡的錯誤報告,并讀取損壞LED的具體位置,這極大地縮短了生產過程中的測試時間。AS1115的工作電壓為2.7V-5.5V單電源,工作時的電源電流僅為0.6mA,關斷模式下為200nA。AS1115通過I2C總線連接,一條I2C總線可掛接多達4個器件。
臺灣聚積科技公司陸續成功開發LED驅動芯片運用于高階顯示屏市場,讓LED顯示屏的刷新率更高、畫質更清晰。臺灣聚積科技公司將以新產品與新技術持續地穩固在LED市場的領導地位。同時臺灣聚積科技公司也注重開發背光與照明市場。
4.4背光LED驅動IC
4.4.1大中尺寸背光照明應用背光驅動IC
根據iSuppli的統計,2009年約有1.05億片的TFT LCD面板將采用LED為背光技術,市場對LED的需求將有1.63億美元的市場規模,預計這一數字到了2012年時還將成長9倍,達到14億美元的水準。應對市場的巨大需求,各大廠商也紛紛加重了對LED背光IC的推出力度。
今年安森美半導體推出了6瓦LED驅動器CAT4106,用于較大尺寸LCD背光,CAT4106是多通道升壓型LED驅動器,能夠驅動多達40個白光LED或共4串,每串各10個LED及電壓達36伏(V),提供總計達6 W的LED輸出功率。該器件還內置診斷功能,自動調節輸出電壓,以最低的余量(head room)電壓驅動最高的正向電壓(Vf)串,幫助設計人員提升背光能效至最高,并減少電路板占用空間。片上診斷功能使設計人員以外部編程電阻,設定最低及最高電壓限制,確定LED串可接受的工作電壓范圍。可檢測到任何不在開路或短路LED設定范圍內穩流的通道,并標記在故障(FAULT)邏輯輸出(低電平觸發功能,開漏)。該器件還具有熱關機及過壓保護(OVP)功能。CAT4106具有低壓降的LED通道,175毫安(mA)電流時LED通道壓降僅為500毫伏(mV);還具有高頻脈寬調制(PWM)接口,支持達2千赫茲(kHz)的多種頻率,即便器件仍然完全偏置時也提供精確、高精度的調光控制。
奧地利微電子針對新一代LCD電視背光推出16通道LED控制器IC AS3693B,創新的AS3693B LED控制器IC有助于超薄LCD電視達到盡可能最高的對比度,從而實現最佳的畫面質量。控制外部FET的概念和主動調節LED供電電源的專利節電技術可最大限度地降低系統功耗。這不僅使超薄面板的設計成為可能,還有助于實現非常節能的電視解決方案。AS3693B LED 控制器 IC經特別設計,可實現LCD畫面和LED背光單元的完美同步,以實現杰出畫質所需的分塊調光控制。奧地利微電子的AS3693B高精度LED控制器IC可管理16個LED通道,每個通道的電流精度均為0.5%,高精度可使LCD背光實現最精準的顏色及亮度控制。與此同時,一些新的特性,例如逆向PWM等新功能為控制背光單元的不同LED區塊提供了新的可能。
凌力爾特公司針對LED 背光驅動推出了兩款芯片LT3599和LT3598,該器件可作為一個恒定電流 LED 驅動器工作,用于多達 40 個白光 LED。LT3599 可從一個 12V 輸入驅動多達 4 個 LED 串,且每串具有多達 10 個串聯的 120mA 白光 LED,同時提供高達 90% 的效率。其多通道能力使該器件非常適用于中等規模的 TFT-LCD 背光照明應用。LT3599 的 3.1V 至 30V輸入電壓范圍非常適合于汽車、醫療和工業應用。該器件提供 1.5% 的 LED 電流匹配,以保證一致的顯示亮度。高達 3000:1 的調光比可以通過使用 True Color PWM 調光獲得。,同樣LT359也具有高達 3000:1 的調光比。另外凌力爾特今年推出的LT3754同樣具有高達 3000:1 的調光比,該器件采用一個能夠驅動高達 45V 的 50mA LED (每個通道) 的升壓型DC/DC 控制器。其內部60V、1MHz DC/DC 升壓模式控制器專為充當一個用于驅動多達 160 個白光 LED 的恒定電流 LED 驅動器而設計。LT3754 從 12V 輸入可以驅動 16 個通道,每通道具有10 個串聯的 50mA 白光 LED,同時提供超過 92% 的效率。其多通道能力使該器件非常適用于中到大型尺寸的 TFT-LCD 背光照明應用。其 6V 至 40V 的輸入電壓范圍使該器件非常適用于汽車、航空電子、高清電視 (HDTV) 和工業顯示器應用。可編程 100kHz 至 1MHz 固定頻率工作和電流模式架構在寬電源和輸出電壓范圍內提供穩定工作,同時最大限度地減小了外部組件的尺寸。總體看來凌力爾特公司的LED驅動產品以面向車用LED驅動產品為主。
美國美信集成產品公司推出的MAX16814,市場上集成度較高的方案,采用獨特的技術(專利申請中),實現了5000:1的超寬PWM調光范圍,器件還具有4個帶有片內功率MOSFET的線性電流吸收電路,為每串LED提供最高150mA的可調節電流。自適應輸出電壓控制架構優化了效率,極大地降低了LED電流吸收通路的功耗。這種架構省去了多個外部元件,簡化了空間受限應用的設計,節省了空間。
恩智浦半導體今年推出的新品UBA3070可提供0D &1D色彩調光,且可與視頻后端處理器平臺搭配,經過對圖像訊號的分析后,只在正確的地方和時間發射所需的色彩和不同強度的光線,不但有效節約能源,更能顯著提升影像畫質與對比度。UBA3070 使用高壓制程且可串更多LED, 將更易達到更低的系統成本。
臺灣聚積科技公司今年針對高亮度LED應用與液晶監視器背光源推出8通道與4通道恒流驅動器 - MBI1828與MBI1824。MBI1828與MBI1824特別采用高壓制程設計使單一通道承載多顆數LED串聯應用,提供多通道恒流以達到LCD Monitor背光高輝度的需求,且通道間的電流差異低于3%,更可輕易地達成高均勻性的背光性能。MBI1828具有特別設計的恒流調節信號,可與DC/DC升壓轉換器搭配,并以回授機制進行恒流控制。當偵測到輸出通道的壓降其最小值低于維持恒流所需的轉折電壓時,回授機制即會調整升壓轉換器進行升壓;當達到設定值后,即關閉升壓轉換器輸出以調節恒流表現。此設計不但可消除LED燈串的順向偏壓(VF)的差異,同時確保流經每個LED燈串的電流穩定性。此外,MBI1828更具有多項保護機制,包括開路保護與過熱警示,提高系統的安全性。
4.4.2 便攜式等中小尺寸LED背光驅動IC
往年炙手可熱的小尺寸LED背光驅動,今年大廠商除了美國德州儀器公司推出了兩款新品,另有兩家臺資廠商茂達和RICHTEK推出新品,同時diodeS今年也帶來了幾款新品,總體看來今年大廠商在LED小尺寸背光驅動投入精力不多。
美國德州儀器公司推出的兩款ICTPS61166和TPS61161A相比較其它家IC在效率方面做得較高,TPS61166 特點將diode 和 high side FET集成在IC中,節省了空間,同時具有完整的OCP、OVP、OLP和 thermal shutdown保護功能,提供pwm 調光。
美國國家半導體公司近期推出一款業界最小的白光LED驅動器,可以靈活控制顯示屏背光亮度。這款型號為LM3530的升壓轉換器屬于美國國家半導體PowerWise 高能效芯片系列,可以驅動高達11顆串聯的大電流LED,能夠為智能手機等便攜式多媒體電子產品的大顯示屏提供充足的背光。美國國家半導體的LM3530 LED 驅動器采用了先進的環境光檢測算法,并且可根據視頻內容來調整背光亮度。與常見的亮度恒定不變的背光系統相比,采用LM3530的系統不僅畫面清晰亮麗,而且還可以節約高達50%的功耗。
美國模擬器件公司今年推出ADP8860白光背光驅動器,它具備環境光感應功能、高度可編程的寄存器組以及高級的漸變光和亮度調節選項,可顯著降低高達50%的背光功耗。這種靈活的架構能簡化系統設計者為范圍廣泛的低功耗、低電壓產品優化電源管理的目標,該器件的可配置架構能自動檢測環境光水平,根據不斷變化的光線條件調整背光亮度,易用性因而得以提高。與美國模擬器件公司的其它LMS器件一樣,ADP8860的LMS功能使它能夠隨著光線的變化,自動確定和調整所需的最低增益,在相同條件下,相比于采用同樣照明增益的傳統電荷泵器件,它可降低高達50%的功耗。這款產品也提供多區照明功能,以支持主顯示屏和其它顯示,包括導航、特殊功能、鍵盤、指示燈,并可顯著降低功耗同時保持必要的顯示光水平。LMS還有助于最大限度地減少處理器的參與,延長設備的自治時間,即增強續航能力,使電池的使用時間提高35%.單芯片ADP8860具備并行配置功能,可控制多達7個LED--6個30mA的LED(最多)和一個60mA的LED,還提供先進的亮度調節和漸亮/漸暗功能。這種靈活性可實現獨立的LED控制,以達到最小/最大的電流和漸亮/漸暗次數,或在分組LED控制中可使處理器免去漸亮/漸暗任務并節省功耗。例如,設計者可以配置一小組LED為顯示器提供背光,并分配單獨的LED來驅動鍵盤照明和網絡連接,并為指示燈充電。單芯片ADP8860背光驅動器也使系統設計者能夠快速、輕松地將非LMS設備升級至可提供想要的先進漸變光和亮度調節功能,同時延長電池續航時間,在各種照明條件下為用戶提供增強的媒體視覺體驗。
美臺二極體股份有限公司今年開發出三款效率高達92%的恒流LED驅動器,它們可以大幅驅動電路所需的外部元器件數量和尺寸。AP880X降壓DC-DC轉換器只需要4個外部元器件,開關頻率高達600kHz,這使得可采用更小尺寸、更低成本的電感和電容。AP880X系列LED驅動器可以恒流驅動串行連接的LED,它們的輸出電壓在8V和48V之間,支持高達13個LED。這些驅動器適合廣泛的高亮度通用照明應用,包括標志牌、建筑物、緊急照明和MR16燈替代,它們可確保均勻的LED亮度和消除對鎮流器電阻的需要。AP8800的輸出電壓范圍為8V到28V,它可以高達350mA電流驅動7個串接1W LED,為1W LED照明應用提供了一個非常匹配的高性價比解決方案。對于更高的輸出功率,可以采用AP8801,它可產生高達500mA驅動電流,輸出電壓范圍為8V到48V,可驅動高達13個串接的LED。 AP8802則可滿足3W LED照明系統的要求。它的輸出電壓范圍為8V到48V,可產生高達1A的恒流來驅動高達13個3W LED。為了減少LED的壓力,AP880X驅動器具有一個內嵌的軟啟動功能,它有助于延長LED的壽命。為增加設計靈活性,這些驅動器還提供PWM和DC輸入調光控制選擇。所有這些器件均采用工業標準的SOP-8L封裝。AP8800和AP8801還提供MSOP-8L封裝,AP8802則還提供焊墊裸露的DFN和SOP-8L封裝。DIODES今年還推出了AP5724/5/6系列白光升壓驅動。
臺資企業這邊,臺灣茂達電子公司今年推出的新品有APW7008和APW7209,APW7008是一顆4通道的白光LED驅動IC,透過3根邏輯控制腳位,能夠允許開關多種LED組和的變化,每個通道都能夠提供高準確度以及高匹配度的LED電流,并且允許、以PWM訊號來調整LED的亮度。APW7008能夠偵測輸入電壓變化,自動操作于1x、1.5x、及2x的charge pump模式,當IC 操作于1X模式時效率更高達80%至90%。Apw7008為無電感charge pump IC,不但所需的外部元件少,能夠節省應用電路的體積,并且無電感EMI的干擾問題,使用上相當的簡易方便。同樣采用charge pump模式的還有立锜科技今年推出的RT9373A,該款IC具有1%的高電流精度,RIChtek今年還推出了另外一款小尺寸背光驅動IC RT9284A/B。
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