背光驱动方式及特性详解

概 述

LCD（Liquid Crystal Display）即液晶显示器，在消费类电子和家电市场是主流屏幕产品。LCD本身不发光，它需要一个外部面光源系统来帮助其显示，即背光源。背光源将点光源转换成面光源，为LCD产品提供显示所需的外部光源，背光源的芯片称为背光驱动。背光驱动有两种类型，可分为并联和串联。    

1. 并 联

每1路驱动1颗LED，多个LED分别多路来驱动。

并联背光特点：控制方式简单，低EMI，外围电路简单，整体成本低，一般用于小尺寸屏或者防爆应用需求，然而调光等级有限。

以AW9364为例，AW9364是一款4路超低压降恒流型并联LED驱动器。AW9364通过内置电阻设置4路LED最大输出电流为20mA。  

图1 AW9364应用电路图

采用Q-Mirror技术，使4路电流的匹配度可达±1% (典型值)。AW9364采用一线脉冲计数调光方式，实现LED亮度16步线性可调，有效避免了PWM调光模式所造成的干扰。通过内置Deglitch电路，有效避免了由于外部电路干扰导致EN管脚的误触发。AW9364仅需40mV(典型值)电流源压降就可提供20mA的LED电流，大幅提高工作效率，使其成为电池供电系统的理想选择。AW9364仅需一个1uF的电源旁路电容，降低系统电路设计的复杂度，节省PCB布局面积。   艾为电子另有8路并联驱动AW9358B，内部架构与AW9364一样，主要差别在于路数和调光方式。  

图2 AW9358B应用电路图

AW9364的调光方式是当前电流到0后，再到目标电流，AW9358B调光是从当前电流平滑到目标电流。  

图3 AW9364一线脉冲计数线性调光时序图  

图4 AW9358B一线脉冲计数线性调光时序图      

2. 串 联

多颗LED串联，需要升压，也可以在串联基础上并联使用。

串联背光特点：支持灯数多，LED接口少，电流一致性好，多重保护，多用于大屏，使用场景非常广泛。

以AW9967为例，AW9967是一款集成升压转换LED驱动器。Boost开关频率1.1MHz，内部有一个40V，2A开关场效应管。AW9967可以驱动一串或并联形式的多串LED（单串最多10个LED)。满量程LED电流可通过公式200mV/RSET设定，在此基础上配置电流，可以通过改变在CTRL引脚上的PWM信号占空，满足4096阶电流调节。

图5 AW9967应用电路图

AW9967为异步BOOST DC/DC，内部环路采用电压和电流双环控制，其中VFB为反馈电阻上的电压，其值取决于基准电压和输入的PWM信号的占空比，误差放大器的输出EA_OUT和电感电流采样信号VSENSE(电流转换为电压)通过比较器COMP进行比较，其比较结果经过PWM_LOGIC，最终控制开关管N1的栅极驱动信号(Duty)，调整输出电压。

图6 AW9967工作原理

在小电流下，因工艺、电阻精度、地扰动等因素影响，电流一致性会有误差。为此，我们也将同步推出AW99610DNR，最小可以支持0.2%的调光占空比，VFB电压精度可以保证在0.7±0.3mV范围，在支持更小亮度的同时，保证了芯片的一致性。

但电阻反馈型背光产品由于其本身电路架构的特点，无法很好地解决多串灯之间的匹配精度问题。所以为了满足更高的电流精度以及匹配精度需求，AW99703应运而生。AW99703支持三通道背光驱动，最大支持3P10S，电流最大29.6mA。采用电流源方式，精度高达±3%，通道间匹配度±1%，可以I²C或PWM调光，支持11-bit 指数/线性亮度调节。AW99703 还有一个优点，支持软件EMI优化，可以通过Slew Rate寄存器配置，增加调试灵活度。  

图7 AW99703应用电路图  

随着科技发展，液晶显示器的尺寸越来越大，对灯数和电流的要求也越来越高，因此，艾为电子最新推出6通道背光驱动AW99706，主要亮点为2.7V~24V宽压输入，支持最高40V输出，每通道最多12颗LED串联，可配置通道数1-6，每通道最大电流50mA，电流精度±3%，通道间±2%，支持I²C调节电流、工作频率，PWM调光分辨率高达12bit，EMI优化不仅支持Slew Rate，也能支持PWM相移，欢迎咨询！  

图8 AW99706应用电路图

艾为电子背光驱动介绍

为了覆盖不同的场景、满足不同的客户需求，艾为电子推出了一系列丰富的背光驱动产品，覆盖并联和串联的应用，且提供多种型号供工程师选择。   

图9 艾为电子背光驱动产品选型表   艾为电子的产品精准对应并充分满足了广泛客户的多样化应用需求。目前，我们正积极投身于新产品的研发创新中，旨在拓宽产品应用疆域，触及更多元的市场领域。展望未来，艾为电子将持续致力于推出高性能、高可靠性的“艾为芯”，通过不断的技术迭代与创新，为半导体行业注入强劲的“芯”动力。敬请关注艾为之家最新资讯，拭目以待！