驱动新技术有助于降低LCD电视功耗

D串。

最简单的方法是为各个串完全重复这种单串、单DC/DC转换器结构(图3)。这种方法的优点是效率，因为每串LED的电压都可以单独调节。而缺点则是成本较高， 因为每串LED都需要自己的DC/DC转换器、MOSFET、线圈、二极管，以及输出电容。为了节省BOM成本，设计者可以减少LED通道的数量，而采用单串上多LED的长串。但这种办法也会影响系统的局部调光功能，而局部调光正是降低电视耗电量的另外一种重要技术。因此，这种结构的优劣折中并不具备太大的吸引力。

图3: 每个LED串都配备单独的DC/DC转换器，这是成本较高的选择。

降低BOM成本的一个更有效的办法是，采用多LED串+单DC/DC转换器的结构(图4)。但这种方法也有自身的缺点，即SMPS输出的电压要调节在高于LED串的最大正向电压，这意味着，其工作电压要高于那些有较低正向电压串的电压需求。结果，ILED阱必须消耗掉额定电压较低LED串的多余电压，产生的热量必须从电路板传导出去，而且降低了功率效率。

图4: 多个LED串配备一个DC/DC转换器，则SMPS电压不是最优。

在效率与BOM成本之间取得最佳平衡的架构是：将前述多串与多DC/DC转换器架构的元素结合起来。这种混合架构(图5)有多只DC/DC转换器，为成组的LED串供电。

图5: 混合架构方案获得了BOM与功率效率之间的最佳平衡。

这种多串的混合架构方案可提供最好的整体能效，因为它兼有直下式背光系统的局部调光与良好DC/DC输出电压调节的优点。另外，它的BOM成本也大大低于等效的多串与多DC/DC转换器架构。

电流调节

因为生产工艺关系，厂家生产出各支LED的亮度和色温都有较大的差异。为便于用户使用，白光LED厂家将具有相近性能的LED(如颜色、亮度与正向电压)按组为单位(或“批次”，bin)做归类。但是，厂家是根据特定标称工作条件对每只LED的亮度和色温进行划分。这意味着，要使LED发出特定的亮度和颜色，通过LED的电流必须设定为数据表中注明的标称电流。

因此，只有通过一个数字PWM控制信号，切换送给任何on(有标称电流)或off(零电流)单只LED的电流，才能实现调光和对亮度的控制。如果使用模拟调光，LED将工作在超出其指定标称电流的范围内，这会产生不可接受的色温变化，以及各只LED之间的亮度匹配不良(图6)。

图6: 同一批次LED的亮度只确保在标称电流下的匹配(在本例中，为20mA。)

电流阱性能

LED工作时需要一个完全稳定的恒流电源，于是，LED驱动器的主要功能就是：当LED点亮时将电流调至标称值；在LED关闭时将电流调至0A。因此，用于控制调节精度的反馈回路就需要一个高精度的电流阱(图7)。

因为电流阱的设计样式很多，根据电视背光的精度需求，要用一个精密运放独立设定ILED电流，而与ILED电压无关。但背光驱动应用的任务要更为艰巨，因为即使在电流阱的电流变得极低的水平时，也必须维持电流调节的精确度。

要达到这个要求非易事，但由AMS公司设计的四代精密电流阱LED驱动器专门设计用于这些应用。AS369x、AS381x、AS382x，以及AS385x器件均带有一个失调补偿运算放大器。电流阱驱动器需要一个最小漏极电压(VDS(SAT))，以确保完全的精度，以及电流阱晶体管在饱和区内的正常运行。在饱和区域内，主要由栅源电压控制输出电流。

如果电流阱高效运行，则重要的是VSET和VDS之间的压降小。内置失调抑制功能运放的LED驱动器可将VSET保持在低至125mV~250mV的水平。要让VDS有一个高于VDS ( SAT)150mV的额外的裕度， 则电流阱就要有大约400mV的总压降。如果一串LED含有8个LED(VF=8×3.2=25.6V)，则ISINK会产生大约1.5%的功率损失。若AMS的背光LED驱动器不支持电压失调抑制功能，则所需的VSET就会更高，这样一来在电流阱上的功率损失也会更大。

电源优化

如上所述，从LED驱动器到SMPS之间的反馈回路将漏极电压设定为最小值。输出电流阱的实现方法有两种，一种方案是用简单确定的电流输出驱动器和一只外接电容(图7a)；也可以采用一个数字控制电路设定起动/释放时间，并用一个数模转换器(IDAC)控制电流输出(图7b)。

上述两种方案均提供高的效率，适用于带电压反馈的所有类型SMPS，也可以将来自多个驱动器的反馈线接到相同SMPS上，如混合架构系统要求的那样。不过，第二种数字实现还具备一些特殊优势。除了无需输出电容器以外，数字电路还使设计人员不用定义反馈系统的起始和衰减时间。将一个带衰减延迟的快速起动时间与相对缓慢的衰减相结合，可以提高显示器的性能。

在需要快速改变亮度的场景下，上述数字电路的优势体现得更为明显。此时，当屏幕由暗改变至全亮时，快速的起动时间消除了