局部调光LED驱动器IC的解决方案尺寸

在此设计解决方案中，我们展示了一个 12.3 英寸汽车 LCD 显示屏背光面板，该面板包含 256 个 LED 的全阵列，仅使用四个芯片即可实现真黑的局部调光。LED 驱动器 IC 和为 LED 灯串供电的电压源通过反馈环路连接，确保四个 LED 驱动器输出具有适当的电压裕量，从而最大限度地降低整体系统功耗。

介绍

那是一个没有星星的黑暗夜晚...还是？你知道这个故事，但现在，看着汽车后座显示屏上的电影场景，它看起来更像是黄昏。怎么了？

LCD 显示屏在现代汽车中无处不在，从仪表盘到中控式触摸屏、后座娱乐系统等。随着显示器在帮助驾驶员在道路上行驶方面发挥着越来越重要的作用，它们准确报告信息的能力对于汽车乘员的安全至关重要。同时，后座娱乐显示器需要高质量的图像，而不会削弱电影的预期戏剧效果。

传统LCD显示器的一个缺点是使用侧光背光。由于背光 LED 位于面板边缘，因此无法完全关闭 LED，因为 PWM 是全局设置的。这将使显示器不是真正的黑色，而是深灰色。

新的LCD显示器通过重新设计背光（从侧光到全阵列LED）来解决这个问题。现在，LED沿面板表面均匀分布，每个LED，或由几个LED（一到四个）组成的小区域，可以单独控制从全亮度到完全黑暗。通过局部调光，可以获得更深的黑色和更令人印象深刻的画面对比度。

所以，你猜对了，你正在侧光显示器上观看电影。

在此设计解决方案中，我们讨论了现代全阵列背光的主要要求，随后提出了一种局部调光LED驱动器IC，该IC具有高对比度和高调光比、高电流、高精度、低EMI和小尺寸的解决方案尺寸。

全阵列背光示例

例如，12.3英寸仪表盘显示屏背光面板装有256个LED矩阵。通过将 256 个 LED 划分为 64 个 4-LED 区域，只需 4 个 16 通道 LED 驱动器 IC 即可实现局部调光。区域内 4 个 LED 的 2s2p 配置可确保串的连续性，即使每个并联元件中的一个二极管开路也是如此。

16个通道中的一个如图2所示。MOSFET-op 放大器电阻组是为 2s2p LED 串供电的吸电流，可通过运算放大器 （OA） 或关断开关对其进行调光。两个比较器提供过压 （V闷闷）和对地短路保护（V泰尔).

图2.具有 16 个通道之一的 LED 驱动器图。

每个IC必须在不同的条件下工作，包括消耗与16个通道同时工作的功率。

例如，结环境热阻（R）为29°C/W的IC，T一个= +70°C，最大结温+150°C将耗散：

每通道电流 （I） 为 60mA（每个二极管 30mA），所有 16 个通道均“开启”，每个通道输出电压 （V外） 必须等于或小于：

在 2s2p LED 区域两端压降 7V 时（每个二极管 3.5V），串电源电压 （VDD） 应设置为等于或小于：

VDD= 7V + 2.87V = 9.87V

需要反馈输出引脚（图3中的FB）来控制外部DC-DC转换器，以便优化电压裕量，并降低整体系统功耗。

集成解决方案

例如，MAX21610为16通道模块化背光驱动器，用于汽车显示器（图3）。集成电流输出可吸收高达 100mA 的 LED 电流，具体取决于环境温度。器件电源来自外部 3.3V 或 5V 电源，而 LED 吸电流输出可工作在高达 17V 的电压下。所有串的全局 LED 电流通过串行外设接口 （SPI） 设置，每个通道都有单独的 PWM 设置。最多可以菊花链连接 10 个设备，以降低连接复杂性。MAX21610采用TQFN封装，工作在-40°C至+125°C温度范围。

图3.背光局部调光应用。

当安装在四层板上时，结环境热阻低至29°C/W，允许功耗超过2瓦。15 位调光比允许在 200Hz 下实现高达 32，768 PWM 调光，实现高动态范围 （HDR） 显示规格。该 IC 的其他重要特性包括 LED 灯串开路和短路检测和保护、过压保护、热警告和热关断。扩频和通道相移可最大限度地降低 EMI，而 1% 的电流设置精度可实现高色彩保真度。局部调光通过使黑色看起来更深来增加显示对比度。

结论

在LCD显示器中寻找真正的深黑色正在推动从侧光到全阵列LED背光的过渡。在该设计解决方案中，我们展示了一个装有256个LED阵列的12.3英寸LCD显示屏背光面板，只需四个菊花链式LED驱动器IC即可有效驱动。低 IC 或 PCB 热阻可确保最大的功率耗散能力。连接 LED 驱动器 IC 的反馈环路和为 LED 灯串供电的电压源可确保四个 LED 驱动器输出具有适当的电压裕量，从而最大限度地降低整个系统功耗。这两种并发效应允许每通道提供高达100mA的电流，同时保持在应用的热包络范围内。

审核编辑：郭婷