鉅大LARGE | 點擊量:1437次 | 2020年06月16日
基于AP3031的高效LED背光驅(qū)動電源方法
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,越來越多的便攜設(shè)備開始使用中小尺寸(7`~10`)的液晶面板作為顯示輸出裝置。由于便攜設(shè)備電池容量有限,低效率的背光電源方法會嚴重縮短設(shè)備的工作時間,因此如何提高背光驅(qū)動的效率顯得至關(guān)重要。與此同時,隨著市場競爭日趨激烈,生產(chǎn)成本也成為考量驅(qū)動方法的一個重要指標。
目前業(yè)界通常使用雙級供電的電源方法為LED供應(yīng)背光驅(qū)動,即從輸入電源通過一級降壓電路將電壓降至5V,然后再通過一級升壓電路為背光LED供應(yīng)合適的驅(qū)動電壓。這種方法的缺點是使用了兩級供電,效率低而且成本偏高。
Ap3031是BCD公司基于polyemitter工藝研制的新一代背光驅(qū)動IC,其特點是將芯片供電電壓的最大值由業(yè)界常見的6V提高至20V?;贏p3031耐高壓的特點,本文改進了背光驅(qū)動的方法,期望能夠提高變換器的效率,同時降低方法成本。
圖1是常見的升壓型背光驅(qū)動,其中輸入電壓Vin=5V,由電池電壓經(jīng)過一級降壓電路得到。輸出電壓約為10V,驅(qū)動3x13的LED矩陣。使用示波器測量升壓電路中各個功率器件的電壓電流波形,可以得到各功率器件的損耗功率,升壓電路的功率損耗分布如圖2所示。
由圖2可以看出,導(dǎo)通損耗占了變換器損耗的最大部分,而導(dǎo)通損耗是電流流過功率管(圖1中的Q和D)時出現(xiàn)的損耗。以Q管為例,Q管上的電壓電流波形如圖3所示。
所以Q管的導(dǎo)通損耗pQcON-loss為:
由式1~2可以看出,在輸出功率pout一定的情況下,輸入電壓與導(dǎo)通損耗成反比,因此選擇較高的輸入電壓可以有效降低功率開關(guān)管的導(dǎo)通損耗,提高變換器效率。
實驗測試結(jié)果如圖4所示,變換器的效率隨著輸入電壓的新增而新增。最高可至93%,比5V輸入時提高8%。要注意的是,此方法中的供電電壓必要小于輸出電壓,當供電電壓高于輸出電壓(如使用三芯鋰離子電池直接供電),可采用下面的單級Sepic變換器方法。