兩種LED背光驅動方案的分析與對比

賀朝陽，劉輝

1.創維研究院第一電源研究所，廣東 深圳 518035

2.上海新進半導體深圳辦事處，廣東 深圳 518035

0 引言

超薄、高清、節能、環保是LCD TV采用LED背光優于CCFL背光的幾大亮點，隨著時間的推移，LED背光的液晶電視已經得到人們的認可，它的時代已經來臨。自去年9月份以來，短短幾個月的時間，LED液晶電視已占據了LCD市場11%以上的份額，有預測表明，3年內CCFL背光的液晶電視必將被完全取代。

同時，伴隨著市場的不斷擴大，LED背光驅動技術也日趨成熟，背光驅動方案也越來越多，但萬變不離其宗，在LCD TV領域，LED背光驅動的主流解決方案仍是電感升壓式DC/DC升壓變換外加恒流控制電路（如圖1所示）。本文將要對比的兩種驅動方案也屬此類，分別是AP3039+AP3608E（方案1）和AP3608單芯片解決方案（方案2）。

圖1 LED背光驅動方案的原理框圖

1 方案的比較與測試

1.1 三個芯片簡單的說明

由上表1可知，AP3068在功能上就相當于一個AP3039與一個AP3608E的集成。

1.2 原理分析

在工作原理上，兩種方案完全相同，都是先進行DC-DC升壓轉換，然后再對多路輸出電流進行采集并反饋，從而實現恒流控制，詳細的工作原理在許多文獻中均有闡述，在此不再贅述，僅列出兩者的原理圖，以供參考。

圖2 AP3039+AP3608E方案

片簡

圖3 AP3068方案

1.3 成本比較

從圖2、3可知，兩種解決方案的外圍器件幾乎相同，因此總成本主要取決于幾個芯片之間的差價。實際上，AP3068的價格要小于AP3039與AP3608E的價格之和，也就是說，方案二在成本上更低，更具有價格優勢。

1.4 性能比較

對于LCD TV產品，在背光技術方面有幾個比較受關注的指標，其一就是背光的均勻性，不允許LCD屏上不同區域出現明顯的亮度變化，這也就要求每個LED燈串的電流匹配度（Current Match）要高。其二是背光可調節，用以應對不同環境和消費者個人使用習慣的需求，不允許出現調節無反應或調節后不穩定的情況出現。其三是器件溫升不能過高。下面就從這3個方面對這兩種方案分別進行測試與對比。

1）電流匹配度對比

實際應用中，輸出電容的大小對各通道電流的均流效果有較大的影響，如果條件允許，該電容值取值越大越好。文中方案輸出電壓46V，各通道設定輸出電流60mA，總輸出電流約0.48A，采用了220uF/63V的電容值。下表2為兩種方案在穩定后各通道的電流測試值（CH1～CH8表示各個Channel，單位：mA）：

經過計算可得出：方案1的電流匹配度為1.0%；方案2的電流匹配度為0.95%。考慮到儀器測量誤差、器件差異（如采樣電阻為1%精度）等因素，兩個方案的電流匹配度近似相等，也都滿足規格書的要求（<1.5%）。

2）調光測試

背光亮度調節是LCD TV產品的一個重要功能，不僅要求調光時輸出穩定，而且還要求調光線性度也要好。下表是這兩種方案的在不同的調光占空比情況下，所測得的輸出電流的平均值。

表3 不同占空比條件下對應的平均輸出電流（單位：A）

從表中數據可以看出，在占空比為100%時的電流值并不等于表2中的各通道電流之和，主要原因在于儀器測試誤差所致，這不影響我們對調光性能的判斷。經測試這兩個方案輸出電流波形在關斷和開通時無過沖無震蕩。因此，這兩種方案都能夠非常理想的實現調光功能。

3）熱性能對比

器件溫升是一個比較重要的技術指標，因為它直接關系到產品的使用壽命，溫升越高壽命越短。但是器件不同溫升標準也不同，因此沒有統一的標準，僅要求器件溫升越低越好，一般在室溫25℃時器件溫升50℃以下都在安規范圍內。

用熱成像儀測試，方案1的最高溫度器件是AP3608E，溫度為47.8℃；方案2的最高溫度器件是AP3068，溫度為52.9℃，兩者相差大約5℃。其原因有幾個方面：（1）如前所述，AP3068相當于一個AP3039與一個AP3608E，除了還承擔AP3608E的恒流損耗，還承擔AP3039的驅動電流損耗。（2）方案2是一個單芯片方案，熱源集中，散熱條件不如方案1。除此以外，還與PCB Layout有關系。但總而言之，方案2比方案1的最高器件溫升略高。

通過上述3個方面的對比可知，方案1、2在電性能上并沒有太大差異，最大的差異在器件溫升方面，但也不過略有差異而已。

2 結論

對于LCD TV中LED背光驅動的兩種解決方案：AP3039+AP3608E方案和AP3068單芯片方案，通過工作原理、成本和性能方面的綜合比較可知，AP3068的單芯方案成本更低，溫升略高，如果對溫升要求不苛刻，它是一種更好的選擇。