LED背光照明系统的设计方案选项

在并联设计中，多个LED由具备独立电流的驱动电路来驱动。并联设计基于低驱动电压，因此无需带电感的升压电路。此外，并联设计提供低电磁干扰、低噪声和高效率，且容错性较强。在串联设计中，一个LED发生故障就会导致整个背光照明子系统失效，而并联设计可避免这种个严重缺陷。
7.有源电流匹配并联设计
现有两种用于并联配置的驱动IC：一种是具匹配VF的LED驱动IC；另一种是利用未匹配VF的LED驱动IC。
（1）驱动匹配的LED
图2（A）中的电路使用具有内部匹配电流源的LED驱动IC，来驱动并联的匹配LED。驱动IC在现有的3.3~5.5V总线电压下运行，LED的电流通过单一的外部电阻器来调节。由于不需要Dc-Dc转换进行升压，故无需采用外部电感，因此电路的电磁干扰和纹波可达到最小。如果电源电压稳定且经过稳压处理，VDD?VIN）和VcoNtrol便可连接在一起，且无需为每个LED配备额外的电流设置电阻器。如果有更高压的稳定电压，此电路还能为额外的串联LED提供匹配电流，但其电压必须至少为0.3V+N?VF，如图2（b）所示。
（2）驱动未匹配的LED
为了驱动未匹配的LED，并省去与差异筛选有关的成本，便需要使用可为每个LED捉供独立电流控制环路的IC。图3所示为驱动白光、蓝光或任何多色LED的电路；并使  用具有此项功能的IC来获得均匀亮度。LED可拥有广泛的VF分布，而驱动IC将均匀地匹配各电流以获得均匀亮度，并可在现有的3.3~5V总线电压下运行。
（3）高效电路
图4所示为另一种使用未匹配白光LED的电路，可在通常无外升压线路的设备中。这个电路的驱动IC具有内置电荷泵升压，直接用锂离子电池驱动多达4个并联LED，并获得均匀亮度。
电路中的驱动IC会测量所有LED的VF，选出最高VF的LED，并将Vout提升至驱动这个最大VF LED所需的最低电平。该IC可驱动白光或蓝光LED，并获得均匀亮度。该电路可为每个LED提供独立的电流控制环路，因而无需进行LED预选或差异筛选。
8.矩阵设计：先进的白光LED驱动电路
矩阵设计驱动IC可为多个串联电路提供独立控制。采用高级LED驱动芯片，如图5所示飞兆半导体的FAN5608，就可使用未匹配的白光LED，而其升压电路具有智能感应功能，可将电压提升至恰好足够的水平，以驱动具有最高总体VF压降的白光LED串联组件。该串联驱动方案可以驱动两个独立的LED组件，各有四个串联LED，并具有独立的亮度控制功能。
每个串联信道具有独立的亮度控制，而且升压电路具有内置肖特基二极管，无需外部二极管，从而节省了电路板空间。内置升压电路的功效不低于90%，有助延长电池寿命，且具有软件启动功能、低电磁干扰和极少纹波等特点。各信道独立的LED控制使设计更为灵活，并只需一个驱动器即可同时驱动lcD和键盘。FAN5608驱动IC带有内置DAc，具有模拟感应功能，可让用户选择使用模拟，数字或PWm方式控制亮度。该驱动IC集成了温度控制功能，可将LED使用寿命提高达50%。
9.结语
LED背光照明应用有多种设计选项。根据应用的不同，设计选择范围包括从经差异筛选的低VF LED直接驱动，到采用驱动IC来驱动未匹配的LED。本文研究了各种配置的利弊和优势。现有的设计方案结合众多种类的LED和全线的驱动IC产品，能够优化系统成本、提高系统功效，以及通过有源亮度匹配和容错操作来达致更高性能。