完善的設計LED驅動(dòng)電路　避免組件與系統損害

高亮度LED再跨入成為液晶面板背光光源之后，高亮度LED的話(huà)題性熱度，瞬間被市場(chǎng)提升，高亮度LED也從傳統擔任顯示的角色轉變成為光源提供者，來(lái)取代傳統的冷陰極管。

一般而言，絕大多數的中小尺寸面板，都是利用3~10顆的白光LED，采用串連的方式來(lái)作為背光光源，甚至于手機或PDA的鍵盤(pán)背光也多是利用LED作為輔助照明之用，再加上歐盟對于無(wú)汞化的要求，因此對于更新一代的LED的驅動(dòng)芯片和技術(shù)，也就相當地被市場(chǎng)所期待。

由于傳統的冷陰極管是利用交流驅動(dòng)，所以在整個(gè)的驅動(dòng)線(xiàn)路較為復雜，并且需要INVERTER(反向器)，將產(chǎn)品機構中所使用的直流電，轉換成高壓交流電來(lái)驅動(dòng)，所以，在低耗電、電路簡(jiǎn)單化、演色要求下，在中小面板的部分，采用白光LED來(lái)作為背光源已經(jīng)相當普及了，并且白光LED除了有體積小、高亮度的優(yōu)點(diǎn)外，驅動(dòng)電路也較冷陰極管簡(jiǎn)單。在多色LED電路驅動(dòng)設計部分，大部分都是利用場(chǎng)序交互點(diǎn)燈的驅動(dòng)方式，藉此得以形成所謂的“FieldSequence”。好處是，可以讓多色LED與液晶面板的Sub-Pixel、彩色濾光片來(lái)達到同步，達到更廣的色彩表現范圍，不過(guò)就整體結構的部分，需要搭配多色LED重新設計，因為包括，導光板、色轉換電路等等，傳統的部分組件都需要重新開(kāi)發(fā)，雖然原件的材料上沒(méi)有太大不同，但是結構上卻需要配合LED的點(diǎn)光源特性重新設計。

依需求發(fā)展出多元化的驅動(dòng)方式

對于驅動(dòng)白光LED來(lái)說(shuō)，電路本身需要供給白光LED固定的電壓或固定的電流，而當可攜式產(chǎn)品開(kāi)始運作后，就會(huì )產(chǎn)生電壓下降的現象，因而需要升壓組件來(lái)進(jìn)行升壓、穩壓。大部分的電路設計多采用電容來(lái)維持穩壓，這是考慮到避免升壓零件工作時(shí)，對于射頻帶來(lái)一些影響，所以，就整體的電路來(lái)說(shuō)，穩壓設計是相當重要的設計，來(lái)提供白光LED驅動(dòng)所需要穩定電壓電流，而就對于白光LED驅動(dòng)的部分，在本身的電路設計上，也發(fā)展出多元化的驅動(dòng)方式，保護相關(guān)組件以及提供所需的亮度。

因為L(cháng)ED的特性是利用電流來(lái)驅動(dòng)的特性，所以L(fǎng)ED的亮度表現與順向電流有等比的依存關(guān)系，所以對于LED亮度的調整就必須有效的控制順向電流變化，目前可以利用調整電流檢測電阻，以及整流電阻來(lái)達到控制順向電流。

采用整流電阻的目的是確保順向電流都能夠流向LED芯片，不過(guò)這樣的做法會(huì )因為順向電壓的改變，影響順向電流的強弱，會(huì )造成順向電壓的改變有很多因素，例如溫度等等，這些都會(huì )使得LED亮度受到影響，產(chǎn)生功耗的浪費以及縮短電池的壽命。

然而采用整電流檢測電阻來(lái)確保順向電流變化的做法，相較之下是比較好的，因為使用電流檢測電阻可以確保流向LED的順向電流，也因此可以消除順向電壓變化所帶來(lái)的影響，如果期望改變LED順向電流的話(huà)，只需調整電流檢測電阻即可，不需要對整個(gè)輸入電源進(jìn)行改變。另一個(gè)好處是，如果驅動(dòng)多個(gè)LED時(shí)，只需要將多個(gè)LED進(jìn)行串聯(lián)，因為電流檢測電阻的作用關(guān)系，因此也可以確保流入每個(gè)LED的電流都是固定的，但是這樣的做法對于并聯(lián)的LED，并不適當，因為必須在每個(gè)并聯(lián)的LED中安置一個(gè)電流檢測電阻，當然缺點(diǎn)就是成本會(huì )因此而增加，并且效率也會(huì )大打折扣，當然也會(huì )影響電池的使用壽命。

所以事實(shí)上，設計完善的LED驅動(dòng)電路，不僅僅是確保LED的亮度能夠維持，更重要的是能夠保護電池的使用壽命，來(lái)增加可攜式產(chǎn)品在無(wú)來(lái)電源情況下的使用時(shí)間。另外還有一點(diǎn)是相當重要的，因為一般都是利用輸出功率除以輸入功率，來(lái)判定電源效率，但是對于LED驅動(dòng)而言，在期望獲得亮度的情況下來(lái)定義輸入功率，所以并不能采用輸出功率除以輸入功率的方式，而是必須將LED功率除以輸入功率，所得到的結果才是正確的效率測量。

利用傳統模擬與PWM方式進(jìn)行調光

大多數的可攜式產(chǎn)品，對于面板的背光都設計有調光功能，也就是說(shuō)，在有無(wú)交流供電、待機模式等等的情況下，都會(huì )對背光的亮度進(jìn)行調整，來(lái)減少耗電，延長(cháng)電池的使用時(shí)間，目前有PWM或者模擬(電壓調整法)等兩種的方式來(lái)對白光LED進(jìn)行電流的控制與驅動(dòng)，達到點(diǎn)滅控制、多段式亮度等等。

模擬的電壓調整方法，就是單純的改變輸入電流，也就是說(shuō)，所改變的輸入電流比例也就直接地影響白光LED的明暗，這樣的方式如果對于電流量的操控不夠精準的話(huà)，些許的電壓變化會(huì )造成輸入電流產(chǎn)生變動(dòng)，而使得白光LED難以達到所預期的亮度，但是如果要能夠精確的讓白光LED產(chǎn)生期望亮度的話(huà)，那么就需要相當復雜的電路設計，此外因為過(guò)大的電流，這會(huì )使得設計困難度與成本都大幅度的增加，此外還會(huì )對白光LED的波長(cháng)產(chǎn)生影響，出現LED顏色偏移，一般而言使用，模擬電壓調整方式的情況不大多見(jiàn)，所以目前大多是利用PWM的方式來(lái)進(jìn)行調光。PWM是利用改變白光LED的DutyCycle，改變周期百分比、頻率來(lái)進(jìn)行控制亮度，因此利用PWM調光可以達到相當精細的調整，不過(guò)，采用PWM方式的話(huà)，必須將工作頻率提高到100Hz，因為如果低于100Hz的話(huà)，就會(huì )被眼睛察覺(jué)出PWM的脈沖現象，因此電源啟動(dòng)與響應時(shí)間是關(guān)鍵的條件。

降壓式驅動(dòng)與升壓式驅動(dòng)各有優(yōu)缺

利用PWM調光的方式，有兩種類(lèi)型，包括升壓式和降壓式，一般而言較多人使用升壓式的驅動(dòng)設計，這也意味著(zhù)可以利用低于3V的電源來(lái)驅動(dòng)白光LED，達到減少由電池所占據的體積，完成輕薄的產(chǎn)品設計。

采用升壓驅動(dòng)方式的好處是，如果FET毀損不會(huì )導致LED也被燒毀、輸入電流的濾波比較簡(jiǎn)單、可以簡(jiǎn)化LED電流的偵測、簡(jiǎn)化PWM調光控制負擔，根據業(yè)者的評估，升壓電路的效率可以高達90％左右。但是也是有缺點(diǎn)，升壓式的驅動(dòng)設計，由于本身并不具有固定電流功能，如果當電壓超過(guò)限值時(shí)，有可能會(huì )對LED或者電路中其它組件造成損毀。

目前，升壓電路可以利用2種模式來(lái)完成：連續導通模式，以及不連續導通模式。這2種模式都是利用電感電流的波形來(lái)決定。連續導通模式是用在，輸入電流大于1安培時(shí)，輸出電壓與輸入電壓比值小于或等于6，如果需要更大的輸出電壓與輸入電壓比就必須采用不連續導通模式，不過(guò)不連續導通模式產(chǎn)生較大的電流，有可能造成電感的毀損，也會(huì )讓均方根電流增加，因此兩者相較之下，不連續導通模式的效率較低。

而至于降壓式的驅動(dòng)設計，也有工程設計師偏愛(ài)使用，降壓驅動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是，結構比較簡(jiǎn)單，并且成本也不至于太高，不過(guò)部分設計不佳的降壓驅動(dòng)芯片解決方案，當面對驅動(dòng)電壓較高時(shí)，會(huì )產(chǎn)生較大的功耗，使得電池的使用壽命減少，并且會(huì )產(chǎn)生高熱的情況。所以，目前有業(yè)者開(kāi)始開(kāi)發(fā)具有固定電流功能的降壓白光LED驅動(dòng)芯片，避免因為驅動(dòng)電路出現問(wèn)題時(shí)，過(guò)高的電流造成LED損毀。

過(guò)壓保護延長(cháng)電池的使用壽命

就如前述，對于白光LED驅動(dòng)而言，最佳的狀況是電源電路能夠提供穩定的電壓以及電流，來(lái)驅動(dòng)白光LED，但是在電路的運作過(guò)程中，難免都會(huì )出現突波現象，如果負載電阻增大，相對的電源的輸出電壓也必須隨之增加，所以對于利用固定電流驅動(dòng)的白光LED，就必須設計出過(guò)壓的保護措施，在出現過(guò)大負載時(shí)，也都能維持固定的電流提供LED驅動(dòng)。目前提供過(guò)壓保護這一方面，可以利用穩壓二極管與LED進(jìn)行并聯(lián)，這樣可以將電壓維持在穩壓二極管最大承受范圍之內，當出現電壓高于穩壓二極管擊穿點(diǎn)的過(guò)壓的現象時(shí)，可以讓電壓流到電流檢測電阻，藉此保護白光LED組件，所以利用穩壓二極管和白光LED組件并聯(lián)的方式可以確保流入白光LED的電壓電流值都在固定的狀態(tài)。此外也有設計者利用監控的方式來(lái)維持電源的穩定，透過(guò)監控機制的管理，當出現電源過(guò)壓的情況時(shí)，立即關(guān)閉電源，來(lái)保護白光LED組件，并且可以延長(cháng)電池的使用壽命。

斷電機制經(jīng)常被工程師所遺忘

斷電機制也是LED驅動(dòng)電路設計中，需要考慮的機制之一，不過(guò)卻會(huì )被工程師遺忘，而產(chǎn)生