驱动中型LED背光系统的集成方案

时间：10-03 来源：今日电子点击：

图5 双模式反馈系统的框图

　　前馈控制的一个显著优点是可提高对比度。由于在VA节点的瞬态下冲已减到最小，即使调光的周期很短都可准确地为电压取样。结果，就是在较低的调光频率下，系统可轻易地达到1000:1的对比度。图6所见为在调光期间的典型VA和LED电流波形。在对比度1000:1下的LED开动时间没有出现性能下降，而且我们还可看到快速的上升时间、最小的电流下冲和的完全受控的VA电压。

图6 高对比度的调光

　　灵活的高速电流控制器

　　LM3431 LED电流控制器包含有三个带有外部参考电压设定的2MHz带宽运算放大器。这三个内部电流控制器每一个都连接到同一个的参考电压(图5所至为一个经简化的电路)。该三个运算放大器会按照PWM调光信号开动和关闭，并且能够驱动超过10V/μs的压摆率。根据选用的NPN，LED电流压摆率甚至可超过1A/μs。为了增加灵活性，驱动器还能够以一个高至6V的栅极驱动电压来驱动N沟道的FET。

　　LM3431能够驱动大部份灯串电流在20～500mA的背光照明系统，运算放大器的参考电压(非反向输入)可用一个连接有可用参考电压的分阻器来调节。其可在工作温度范围内达到±2%的精确度。运算放大器的参考以一个输入引脚的形式提供，所以假如要求更高的精度，便可使用外部的精密参考。再一次强调，这方法的灵活性极高，因为它可根据不同的应用而进行优化，从而获得最优的效率、精度和LED电流电平。此外，三条通道之间的偏置被严格地控制，以保证每个LED灯串之间的电流能配合得准确无误。

　　对于PWM调光性能的高低，另一个量度标准便是调光的线性度，亦即是平均的LED电流与DIM信号输入的匹配性。这很大程度上与驱动器相关，但也会受到NPN速度和升压转换器响应的影响。

图7 低纹波和无过冲的LED电流

　　基于驱动器优良的性能和受到良好控制的瞬态响应，LED电流展现出很低的纹波而且没有出现过冲。图7为一个在10mA电流下的LED电流上升和下降边缘，其峰值LED电流为150mA。

　　LED故障防护

　　LED背光系统的故障比较容易预测，例如开路LED故障或连接器故障等。因此，LED的故障防护可以设计得比较智能化，使其相对耐用，并尽可能维持运行时间。通常，这种防护都是通过离散电路来实现的。

　　LM3431集成有几个智能型的LED故障防护功能，除了传统的过压和过热防护外，LM3431还可对开路LED、LED灯串短路和任何有可能发生的背光故障进行严密的监视。基本上，故障侦测都是在VC节点处加入第二个连接来达成，称之为SC。至于故障响应的快慢则视乎所侦测的故障种类而定。

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