大尺寸LED背光源发展元年 各大芯片厂商加速渗透

    2010年是大尺寸LED背光源发展的重要一年，LED背光源超薄、节能环保、高色彩品质的显示优点已经成为推动背光源发展的强劲动力。根据研究机构的预测数据，2010年，全球LED液晶电视销量将达到3200万台，占全部液晶电视比重约19%;2011年采用LED背光大尺寸面板出货比率将达到56%,传统背光面板的出货量将下滑至44%;到2015年，LED面板出货渗透率将达到78%.在中国平板市场上，LED将在近两年全面超越CCFL普通液晶电视。 

    安森美（OnSemi）半导体电源及便携产品全球销售及营销高级总监郑兆雄表示，传统液晶电视采用冷阴极荧光灯（CCFL）背光，一般是将PFC电压经过24V转换（传统电源）或不经过24V转换（LIPS电源）后升压至超过1,000V甚至2,000V的交流高压来驱动呈条型或U型的CCFL灯管；而LED背光液晶电视采用若干条LED光条，主要以侧光式或背光式方案来背光，因此电源管理的一项重要要求就是提供高能效；另外，以电视机为例，由于LED背光液晶电视以超薄外型为重要卖点，故其电源管理方案要具备低高度以配合纤薄设计，同时还要顾及散热、降低电磁干扰、不同通道亮度匹配、调光及故障诊断和保护等问题。

    “如上所述，这些条件要求半导体器件和解决方案提供高能效，采用更小巧（特别是低高度）的元器件来配合更纤薄设计，同时顾及改善散热、降低电磁干扰、提供高亮度匹配度（以提供亮度一致的背光）、调光、诊断和保护等。”郑兆雄补充说。

    目前，安森美可同时提供侧光式和直下式LED背光方案。以侧光式方案为例，安森美半导体提供高性价比的多通道线性LED侧光方案，这方案在半桥转换段采用NCP1397初级侧控制器和500V高压MOSFETNDF05N50,同时采用6通道线性LED驱动器CAT4026.CAT4026的目标能效高于90%,典型能效达94%,提供《±2%的极佳电流匹配精度及《1%的400HzPWM调光范围，并采用外部功率双极结晶体管来提供散热，更好地处理散热问题。

    除了基于NCP1397、NDF05N50和CAT4026的线性侧光式方案，安森美半导体还提供包括基于NCP1397、NDF05N50和NCP1034的直下式降压驱动方案。NCP1034采用高达500kHz的可编程开关频率驱动一对外部N沟道MOSFET,能够灵活地调节集成电路（IC）的工作，符合系统级要求。另外，使用内部1.25V参考电压便能对输出电压精密稳压，用于低压应用。这器件的预防电气故障的保护特性，如欠压锁定和断续（hiccup）电流限制，在发生故障事件时提供所须的系统级安全性。优势包括驱动高能效场效应管（FET）及为1颗或多颗器件提供固定频率。

    值得一提的是，安森美半导体为LED背光液晶电视提供完整方案，除了侧光式或直下式背光方案外，还包括功率因数校正（PFC）、待机开关电源以及相关的整流器、运算放大器、MOSFET及分立器件等，为客户提供一站式方案选择。 

    凌力尔特（Linear）公司电源产品产品市场总监TonyArmstrong认为，传统LCDHDTV采用CCFL灯管作为背光源，除了所能提供的对比度比仅在450cd/m2~650cd/m2之间外，最主要的问题还在于“不能够完全关断CCFL背光源或对其进行局部调光”.也就是说，目前这一代LCDHDTV是无法获得真正的“黑色”的，而且所有彩色的动态范围均较低。

    与此相反，当采用HBLED背光照明时，一个能够以背面照明“LED群”来进行局部调光或关断操作的LED阵列（对于46英寸显示器而言，LED的数目多达1,600个）提供了几乎比CCFL设计高出一个数量级的对比度比（》4,000cd/m2）。此外，通过调整背光照明LED群的亮度，还能复制更多的中间色调，从而使得图像更加栩栩如生。

    “另一个好处是能够在局部位置将LED完全关断，从而减少运动模糊。通过在帧与帧之间将LED完全关断，由快速运动物体所引起的图像模糊实际上将被消除，因此，LED的快速响应速率是至关重要的。”Tony说。

    他再次强调了驱动IC对于LED产品的可靠性和寿命等性能的重要性。认为除了使方案更加纤巧、紧凑和扁平外，驱动IC还在高开关频率条件下运作，在基于电感器的DC/DC开关拓扑结构中，这些高开关频率可减低电感器和输出电容器的数值、尺寸和成本。此外，在某些场合中，驱动IC还能够实现肖特基二极管和升压二极管的片内集成，从而减少外部元件的数目。这反过来又降低了设计复杂性，并缩减解决方案的外形尺寸和成本。■