高电流情况下驱动时分复用LED阵列的新方法

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高电流情况下驱动时分复用LED架构的新方法
电视背光灯设计几乎已经完全用LED代替白炽灯。作为一个巨大的细分市场,电视背光促使专业背光LED驱动芯片的不断壮大。由于电视在亮度方面日益提高的要求,这些IC,无论是通过外部MOSFET或是嵌入在驱动器芯片内部的FET,都必须实现大电流环境下对LED的控制。

奥地利微电子公司的AS3693B是实现这一功能的典型产品。它是一个16通道的高精度LED控制器,内置PWM发生器用于驱动外部FET。(其姐妹产品AS3693A则具有集成的MOSFET。)尽管AS3693系列产品是为了满足电视生产商对电流的精确控制而设计的,但该器件仍可用于其它应用中对LED的驱动和控制。

与AS382x系列相同, AS3693也具有编程控制输出电流这一实用功能。其功能选项包括:
• 通过PWM发生器对每个通道实现独立的数字电流控制
• 通过8位数字模拟转换器实现线性电流控制
• 通过外部模拟电压实现线性电流控制

除了能控制外部MOSFET,AS3693B还提供给设计者足够的自由,可依照不同的应用来设定合适的最大电流,调整合适的输出,如:
• 多像素广告板
• 交通信号灯
• 背光招牌
• 通用照明
• 带有RGB色变的塑形照明

示例:LED“出口”标志
使用LED的安全出口标志相比使用传统的白炽灯在性能上可提升多达90%。如果按照一天使用24小时计算,那么使用LED所节省的成本和能源是非常可观的。

LED出口标志由于LED灯较长的更换周期(一般更换的周期长达十年)能节省大量维护和修理的成本。此外,LED标志的照明性能也较好。

图3展示的是单颗AS3693B—内置集成PWM发生器的16通道驱动芯片—是如何被用来控制时分复用矩阵中60个白光LED的。(采用几乎相同的电路也可以用来控制3 x 20 RGB LED。)与需要4颗16通道驱动芯片且没有PWM发生器的传统设计相比,采用具有此时分复用架构的芯片能帮助系统设计人员减少大量用料并节省空间。

流过每颗LED的恒定电流由NMOS晶体管提供。选择合适的晶体管能提高效率并提升LED亮度。最大电流通过RSET 电阻器进行限制,该电阻器与每个电流阱的外部MOSFET的源极相连。

高电流3
图3:奥地利微电子公司采用一颗AS3693B依时分复用架构控制60个时分复用白光LED

 
为了更大程度地降低功耗,AS3693的电流设置可根据环境光的强弱进行调节。白天可以降低亮度;一旦环境光变暗,系统便会提高亮度,产生更高的能见度和对比度。