使(shi)用(yong)VI晶片(pian)模塊解(jie)決(jue)大屏(ping)幕液晶顯示(shi)器(qi)背光應(ying)用中的(de)電流分配(pei)難(nan)題
使用(yong)VI晶片(pian)模塊解(jie)決(jue)大屏(ping)幕液晶顯示(shi)器(qi)背光應(ying)用中的(de)電流分配(pei)難(nan)題
因(yin)為(wei)冷陰(yin)熒光燈(deng)（CCFL）成本低，通(tong)常(chang)大屏(ping)幕液晶顯示(shi)器(qi)（LCD）使用(yong)CCFL作為(wei)背光源(yuan)產(chan)生(sheng)均勻的(de)白(bai)光。不(bu)過(guo)將(jiang)發光二(er)管（LED）用(yong)作背光燈(deng)正在(zai)引起(qi)主要(yao)制造商們的(de)註(zhu)意(yi)。LED在(zai)尺寸、能量(liang)效(xiao)率(lv)、光譜純度、機械(xie)強度、和消(xiao)除汞等(deng)有害物質(zhi)方(fang)面都勝(sheng)過(guo)CCFL。
白(bai)光可以(yi)來(lai)自(zi)單個白(bai)色LED；也可以(yi)由(you)三(san)個立(li)的(de)色譜與LCD像素色彩(cai)濾(lv)波(bo)器匹配(pei)的(de)R-G-B LED產(chan)生(sheng)。該(gai)可以(yi)大幅(fu)提(ti)發光效(xiao)率(lv)和色彩(cai)範(fan)圍(wei)，從(cong)而使顯(xian)示(shi)效(xiao)果(guo)加清晰(xi)、鮮(xian)艷(yan)。目前(qian)采用(yong)CCFL背光燈(deng)的(de)LCD只(zhi)能產(chan)生(sheng)70-8的(de)NTSC制(zhi)顏色，而采用(yong)LED背光燈(deng)的(de)顯(xian)示(shi)器(qi)可以(yi)產(chan)生(sheng)NTSC制(zhi)式(shi)中(zhong)定(ding)義(yi)的(de)顏(yan)色，甚至(zhi)還能產(chan)生(sheng)NTSC定(ding)義(yi)範(fan)圍(wei)之(zhi)外的(de)顏(yan)色。利用LED快(kuai)的(de)開(kai)關(guan)時間(jian)，背光強度可以(yi)被調節(jie)，從(cong)而進步(bu)增強圖(tu)像對(dui)比(bi)度，減(jian)少(shao)運(yun)動(dong)圖像產(chan)生(sheng)的(de)拖(tuo)尾現(xian)象。
要(yao)想在(zai)小屏(ping)幕LCD器（般(ban)是19英寸）中替(ti)換CCFL，可以(yi)在(zai)外殼四周(zhou)部(bu)署(shu)三(san)色LED器件(jian)來(lai)代(dai)替(ti)CCFL管。通(tong)常(chang)只(zhi)是光源(yuan)被換（從CCFL到LED串(chuan)），外殼、光導和光膜(mo)可以(yi)保(bao)持不變(bian)。而對較大(da)尺寸的(de)LCD（20英寸以(yi)上(shang)）而言，由(you)於要(yao)求(qiu)較的(de)光通(tong)量(liang)，可以(yi)在(zai)LCD面板(ban)背後(hou)直接部署(shu)LED矩陣(zhen)，並使必要(yao)的(de)擴(kuo)散(san)層和(he)光膜(mo)夾(jia)在(zai)這(zhe)些(xie)LED矩(ju)陣(zhen)之(zhi)間(jian)。LED矩陣大(da)小(xiao)隨(sui)面板(ban)尺(chi)寸而變(bian)，般為(wei)幾(ji)百個LED。為了均勻的(de)照(zhao)明，需(xu)要(yao)在(zai)的(de)光膜(mo)上(shang)使用(yong)的(de)衍(yan)射散(san)射(she)層。隨(sui)著(zhe)的(de)進(jin)步，半導體晶片(pian)的(de)輸(shu)出(chu)亮度會越(yue)來(lai)越(yue)，因(yin)此串聯式(shi)或矩陣(zhen)式(shi)LED中的(de)LED數(shu)量(liang)可以(yi)變(bian)少(shao)，從(cong)而進步(bu)降(jiang)低材(cai)料(liao)和系(xi)統成(cheng)本。
當然(ran)設計師還必須(xu)面對諸多(duo)的(de)挑(tiao)戰(zhan)，比(bi)如(ru)在(zai)溫(wen)度變(bian)化和(he)LED逐漸老化(hua)的(de)情(qing)況下(xia)保(bao)持光譜的(de)致(zhi)。不過(guo)這(zhe)種(zhong)是很(hen)有前途(tu)的(de)。些(xie)主(zhu)要(yao)的(de)筆(bi)記本電腦制(zhi)造商正計(ji)劃推出(chu)多(duo)采用(yong)LED背光燈(deng)的(de)產(chan)品(pin)。大(da)屏幕電視機(ji)制(zhi)造商也已(yi)經在(zai)這(zhe)方(fang)面投入大量(liang)資源(yuan)，因此LED背光燈(deng)有望在(zai)消(xiao)費(fei)類市(shi)場中(zhong)越(yue)來(lai)越(yue)流行(xing)。
zui近(jin)在(zai)背光燈(deng)面板(ban)方(fang)面有所突破(po)，已(yi)經可以(yi)在(zai)LCD的(de)背光面板(ban)中(zhong)使(shi)用(yong)推出(chu)的(de)亮(liang)度白(bai)色LED。這(zhe)些(xie)新(xin)的(de)LED需(xu)要(yao)封裝尺(chi)寸小、功率達(da)200W的(de)4V直流電源。這(zhe)種(zhong)設計采用(yong)的(de)是家非上(shang)市(shi)公司發明的(de)，這(zhe)家(jia)公司開(kai)發和銷售的(de)動(dong)態範圍（HDR）圖(tu)像。這(zhe)種(zhong)可以(yi)用來(lai)制(zhi)造亮度的(de)顯(xian)示(shi)器(qi)。通過(guo)使(shi)用(yong)增強型(xing)視(shi)頻(pin)處(chu)理(li)算(suan)法(fa)調整(zheng)LED的(de)亮(liang)度，所發出(chu)的(de)亮(liang)度可以(yi)比傳統(tong)的(de)LCD10倍(bei)。背光燈(deng)中的(de)每(mei)個LED都是立(li)可尋(xun)址(zhi)的(de)，因(yin)此光強度可以(yi)逐幀甚(shen)至(zhi)逐個微區(qu)域地動(dong)態(tai)改變(bian)。這(zhe)種(zhong)可以(yi)實(shi)現動(dong)態範(fan)圍的(de)顯(xian)示(shi)器(qi)，與以(yi)前相(xiang)比(bi)可以(yi)使黑(hei)的(de)地方(fang)黑(hei)，亮(liang)的(de)地方(fang)亮(liang)，從(cong)而顯著(zhe)提(ti)圖(tu)像的(de)清(qing)晰(xi)度。該已(yi)經在(zai)些(xie)成(cheng)像設備(bei)使用(yong)的(de)大(da)屏幕顯示(shi)器(qi)（37和46英寸清晰(xi)顯(xian)示(shi)器(qi)）中得到(dao)應用。
這(zhe)些(xie)新(xin)的(de)LED需(xu)要(yao)封裝尺(chi)寸小、功率可達(da)200W的(de)4V直流電源。以(yi)前的(de)產(chan)品(pin)都是使用個500A的(de)5.5V電源，在(zai)顯示(shi)器(qi)中處(chu)理(li)這(zhe)麽(me)大的(de)電流分配(pei)困難(nan)。中(zhong)轉總(zong)線(xian)變(bian)換器(qi)（BCM）是種V?I晶片(pian)模塊，設計用(yong)於大(da)功(gong)率(lv)LED應用以(yi)解(jie)決(jue)電流分配(pei)問題。BCM采用(yong)了Vicor公(gong)司獲(huo)得的(de)正弦幅(fu)度轉換(huan)器(qi)（SAC）拓撲(pu)結(jie)構，具(ju)有的(de)功(gong)率密度、效(xiao)率(lv)和低噪(zao)聲(sheng)能。BCM的(de)外形(xing)尺寸只(zhi)有1.1平(ping)方(fang)英寸，重量(liang)為15克(ke)，可以(yi)提(ti)供個和降(jiang)壓(ya)電壓(ya)供非負載點(dian)轉換(huan)器(qi)（niPOL）使用(yong)。由(you)於它(ta)具(ju)有響(xiang)應和(he)低的(de)輸(shu)出(chu)噪聲(sheng)，負載端(duan)常(chang)用的(de)壽(shou)命(ming)有(you)限(xian)的(de)鋁(lv)電解(jie)或鉭電容可以(yi)被減(jian)少(shao)或取(qu)消(xiao)，從(cong)而節省(sheng)電路板(ban)面積、材(cai)料(liao)和總(zong)體系(xi)統成(cheng)本。
現在(zai)系統(tong)可以(yi)用低的(de)電流分配(pei)48V電壓(ya)到(dao)任(ren)意(yi)位(wei)置，然(ran)後(hou)再(zai)局部(bu)降(jiang)壓(ya)至(zhi)大(da)電流的(de)4V。每(mei)塊(kuai)大板(ban)上(shang)有4塊(kuai)小(xiao)板(ban)組成1個系統(tong)，因此(ci)每(mei)個系統(tong)中總(zong)共(gong)有(you)16個BCM。結(jie)果是每(mei)塊(kuai)板(ban)運(yun)行(xing)於200A、4V的(de)電源。相(xiang)反(fan)，如(ru)果(guo)系統由(you)個大電源支(zhi)持，它需(xu)要(yao)個800A的(de)電源，當(dang)然(ran)這(zhe)樣(yang)的(de)電源是很(hen)危(wei)險(xian)的(de)。這(zhe)就(jiu)是為何(he)20A的(de)48V電壓(ya)被(bei)分配(pei)到(dao)各個板(ban)的(de)原(yuan)因，這(zhe)種(zhong)電源具(ju)有的(de)可管理(li)和(he)相(xiang)當(dang)好(hao)的(de)熔(rong)斷(duan)。
BCM因為(wei)以(yi)下(xia)幾(ji)大因(yin)素而成為(wei)恰(qia)當的(de)解(jie)決(jue)方案(an)。先(xian)是BCM的(de)尺(chi)寸和效(xiao)率(lv)，它不需(xu)要(yao)使用的(de)散(san)熱(re)器(qi)。其次，它工(gong)作在(zai)48V的(de)電壓(ya) （SELV）。BCM還能提(ti)供針(zhen)對(dui)不(bu)同(tong)應(ying)用(yong)優(you)化了的(de)不(bu)同(tong)的(de)輸(shu)出(chu)電壓(ya)。通(tong)常(chang)上(shang)述(shu)應用(yong)中(zhong)的(de)系(xi)統輸(shu)入電壓(ya)需(xu)要(yao)調整(zheng)到4.1V至4.2V的(de)工(gong)作電壓(ya)。由(you)於BCM是種轉換(huan)器(qi)而不是種穩壓(ya)器(qi)，設計師可以(yi)使用(yong)48V的(de)輸(shu)入電壓(ya)來(lai)獲(huo)得他們所需(xu)的(de)輸(shu)出(chu)電壓(ya)。
其它背光方(fang)案(an)要(yao)求(qiu)用恒(heng)定(ding)電流來(lai)驅(qu)動串連著(zhe)的(de)大(da)功率LED陣列(lie)。般來(lai)說(shuo)，恒(heng)定(ding)電流是用來(lai)可預(yu)測(ce)的(de)發光亮(liang)度和色度值(zhi)。V?I晶片(pian)非預(yu)穩(wen)壓(ya)模塊（PRM）穩壓(ya)器(qi)和(he)倍(bei)增電流電壓(ya)轉換(huan)模塊（VTM）電壓(ya)變(bian)換器(qi)雖(sui)然(ran)主要(yao)設計用(yong)於利用自(zi)適(shi)應環路穩壓(ya)方(fang)法(fa)提(ti)供穩定(ding)的(de)電壓(ya)，但(dan)也(ye)可通過(guo)簡(jian)單的(de)電路修(xiu)改而達(da)至恒(heng)定(ding)的(de)輸(shu)出(chu)電流。
與傳統(tong)方法(fa)相(xiang)比(bi)，使(shi)用(yong)PRM和VTM提(ti)供恒(heng)定(ding)電流具(ju)有許(xu)多(duo)優(you)點(dian)。在(zai)系統(tong)中(zhong)使(shi)用VTM可以(yi)倍增負載點(dian)的(de)電流，VTM的(de)輸(shu)出(chu)電流正比(bi)於它(ta)的(de)輸(shu)入電流（如(ru)下(xia)程式(shi)所示(shi)）。
Iout = Iin/K
（K 是 VTM 的(de) K因(yin)素, 簡(jian)單的(de)說(shuo), 就(jiu)是降(jiang)壓(ya)的(de)比(bi)例(li)）
因(yin)此(ci)在(zai)受控(kong)的(de)電流應(ying)用(yong)中，可以(yi)通過(guo)和(he)調節(jie)VTM的(de)輸(shu)入電流來(lai)其輸(shu)出(chu)電流。低的(de)電流需(xu)要(yao)小的(de)傳感(gan)器，從而消(xiao)耗(hao)低的(de)功(gong)率，提(ti)總(zong)體(ti)效(xiao)率(lv)。另(ling)外，V?I晶片(pian)本身也(ye)具(ju)有很(hen)的(de)效(xiao)率(lv)和功率密度，使得整(zheng)個LED系統(tong)體積小(xiao)、溫(wen)度低，並能使(shi)每(mei)瓦(wa)功耗(hao)得到(dao)的(de)輸(shu)出(chu)流明數(shu)zui大。
