液晶电视背光照明的升压转换：解决效率和稳定性两方面的挑战

奥地利微电子公司电源和无线部设计工程师 Emir Serdarevic及Manjunatha Poojary

作为最为大众所熟知的电子消费设备，电视技术的快速发展对其供电需求产生了重要影响。由于LED能极大的提高电能使用效率并实现超薄的设计形式，已成为背光的优质光源。同时，消费者也希望电视生产商能够生产更多40寸甚至更大面板尺寸的液晶电视。

因此，如今的电视背光系统的电源必须能够驱动大量的并联LED串，提供非常高的输出电压和负载电流。电视主板上的直流电源通常为12V或24V，但驱动LED串的电压则需达到60V甚至更高。由于面板尺寸不同，最大负载的范围在50W和250W之间。另外，LED串必须调整光亮来动态响应正在显示的图片内容，负载也会跟着不断发生变化。

不考虑其他因素的话，设计一个可满足这些要求的升压转换电路是相对比较简单的。但是，电视市场的两个重要特点不容忽视。首先，正常播放及待机模式下的耗电量必须满足日益严格的规定，例如美国能源部和欧盟的相关规定。这就意味着包括供电在内的所有系统的损耗必须控制在最小范围内。

其次，高清晰度的画面质量及3D画面效果是消费者区分电视优劣的重要方法之一。稳定精确的LED背光电源是使系统保持颜色、对比度、亮度始终如一的高品质画面的必要元素。

因此，升压转换电路不仅需要保证在提供高峰值电流的同时提供高输出电压，而且必须高效能运作，以及在快速变动的负载状态下仍保持高精度输出电压。

升压转换电路的运作
图1为升压转换电路的标准运作模式，能量从Vin经过电感L1以及开关S1和S2到Vout。

图1：升压转换电路的基础

在理想状况下电能不会有损失，输出功率等于输入功率。但实际并非如此，输入功率一定大于输出功率，或者说Iin*Vin>Iout*Vout。这里的Vin 、Vout 和 Iout 都是由背光系统所决定的。这也就意味着Iin>Iout*Vout/Vin。