本文將為設(shè)計(jì)人員介紹各種基于led的背光照明設(shè)計(jì)方案選項(xiàng)，以及提供在考慮成本因素和各種設(shè)計(jì)方法利弊的前提下，如何優(yōu)化系統(tǒng)性能的指引。
　　led正成為中小型彩色顯示器背光照明應(yīng)用的主流器件。LED的選擇是決定顯示子系統(tǒng)設(shè)計(jì)最佳性?xún)r(jià)比的關(guān)鍵因素。此外，led驅(qū)動(dòng)IC，尤其是最新的產(chǎn)品，能與較低成本的LED協(xié)同工作，透過(guò)多種方法提升現(xiàn)有LED的性能 。除亮度控制外，這些驅(qū)動(dòng)IC還能實(shí)現(xiàn)精確的亮度匹配， 或允許使用一系列具備不同VF特性的LED。

led驅(qū)動(dòng)電路
　　設(shè)計(jì)人員在決定便攜應(yīng)用中led驅(qū)動(dòng)電路的最佳性?xún)r(jià)比時(shí)，可有幾種選擇，并取決于所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的類(lèi)型。某些系統(tǒng)側(cè)重于成本，某些注重性能，而大多數(shù)則講求必須達(dá)到成本和性能的平衡。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的其中一個(gè)約束條件是可用電池功率和電壓，其它約束條件還包括功能特性，例如針對(duì)環(huán)境光線作出調(diào)整及建立LED的架構(gòu)（串連、并連或矩陣）。
　　作為生產(chǎn)工藝的一部分，LED可根據(jù)不同參數(shù)進(jìn)行篩分，包括正向電壓及特定正向電流時(shí)的色度和亮度。舉例說(shuō)，白光LED的正向電壓范圍通常為3.5V 至4V，典型工作電流為15mA 至20mA。當(dāng)多個(gè)LED在一個(gè)背光照明設(shè)備應(yīng)用時(shí)，這些LED通常都會(huì)進(jìn)行匹配，以產(chǎn)生均勻的亮度。因此，led制造商所提供經(jīng)“差異篩選”或匹配的LED，在某個(gè)特定電壓范圍內(nèi)其VF或其它參數(shù)都是匹配的。這些VF 差異通常為3.5~3.65V、3.65 ~3.8V ，以及 3.8~4.0V。
　　一般來(lái)說(shuō)，LED的VF值是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要變數(shù)。因?yàn)橛善胀姵毓╇姷谋銛y產(chǎn)品如蜂窩電話所使用單一的鋰離子電池，其電壓范圍為2.7 至 4.2 V。如果將系統(tǒng)對(duì)電池工作電壓的要求設(shè)計(jì)為不低于3V，設(shè)計(jì)人員就可以直接使用低至3V且未經(jīng)穩(wěn)壓的電池電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)LED。
　　其它經(jīng)匹配的差異級(jí)別包括發(fā)光強(qiáng)度和色度。色度決定顯示的顏色，大多與執(zhí)行設(shè)計(jì)所使用的半導(dǎo)體工藝有關(guān)。電氣工作條件對(duì)色度的影響很小。對(duì)于發(fā)光強(qiáng)度而言，篩選工藝可測(cè)量在給定正向操作電流下的發(fā)光強(qiáng)度。例如，QTLP601C-EB具有兩種發(fā)光強(qiáng)度差異級(jí)別：I1 的8-16 mcd和I2 的13-26 mcd ，以及三種主要波長(zhǎng)差異級(jí)別：W1 的 465-470 nm、W2的470-475 nm及W3的475-480 nm。所有差異級(jí)別都是通過(guò)5 mA正向電流測(cè)試下建立的。差異篩選工序會(huì)增添額外成本 。

使用led驅(qū)動(dòng)IC優(yōu)化設(shè)計(jì)
　　目前，市面上已有能夠驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED的驅(qū)動(dòng)IC，所提供的功能包括電壓提升以至驅(qū)動(dòng)多個(gè)串聯(lián)LED以便與每列包含一個(gè)或多個(gè)LED的多列LED進(jìn)行電流匹配。特定驅(qū)動(dòng)IC可提供獨(dú)立于LED VF的精確電流匹配，使用這類(lèi)IC可省去VF差異篩選的有關(guān)費(fèi)用。另一項(xiàng)常用功能是亮度控制，有助于提供更多功能和改善電源管理。LED會(huì)消耗5-20 mA的電流。由于系統(tǒng)中有多個(gè)LED，故顯示照明部分的功耗占據(jù)系統(tǒng)總功耗的重要部分。因此，亮度控制是一項(xiàng)重要功能，會(huì)直接影響功耗。較低亮度意味著顯示背光照明的功耗較低。

多個(gè)LED的亮度匹配
　　將多個(gè)LED連接在一起使用時(shí)，正向電壓和電流均必須匹配，整個(gè)組件才能產(chǎn)生一致的亮度。實(shí)現(xiàn)恒定電流最簡(jiǎn)單的方法，便是將經(jīng)過(guò)正向電壓篩選的LED串聯(lián)起來(lái)。篩選工作可由led供應(yīng)商進(jìn)行，以享有若干成本優(yōu)勢(shì)，又或可在用戶(hù)的制造場(chǎng)所完成，但會(huì)減少篩選的產(chǎn)量和增加組裝成本。篩選過(guò)程能夠按照設(shè)計(jì)人員的匹配要求建立已匹配產(chǎn)品的差異等級(jí)。

成本考慮
　　手持設(shè)備顯示器的照明通常需要4、6或8個(gè)LED驅(qū)動(dòng)；顯示器越大，所需LED的數(shù)量越多?？蓴y式手持設(shè)備如PDA便需使用較多的LED。隨著系統(tǒng)采用匹配LED的數(shù)量增加，有關(guān)成本也會(huì)因?yàn)樗璧牟町惡Y選工藝而相應(yīng)增加。在這情況下，驅(qū)動(dòng)IC提供了良好的解決方案。驅(qū)動(dòng)IC除能控制亮度外，還能全面地匹配亮度，因而可透過(guò)具成本效益的途徑提升系統(tǒng)性能。

最簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)：串聯(lián)
　　串聯(lián)LED能確保供應(yīng)至各個(gè)器件的電流一致。由于LED的VF通常在3.3V或以上，現(xiàn)今普遍的方法是將電壓提升至12V以上水平，并驅(qū)動(dòng)串聯(lián)LED以獲得一致的亮度。這就是采用基于電感的DC/DC設(shè)計(jì)，而不是電荷泵，因?yàn)楹笳卟荒苡行У貙㈦妷禾嵘了璧碾娖?。圖1所示為驅(qū)動(dòng)4個(gè)串聯(lián)LED組件的典型驅(qū)動(dòng)IC電路，它具有從LED到驅(qū)動(dòng)電路的反饋功能和附加的調(diào)節(jié)電阻器，可以實(shí)現(xiàn)亮度調(diào)暗功能。
　　如果總體正向電壓VF為12V的4個(gè)LED與16V驅(qū)動(dòng)電路一起使用，就必須使用具有升壓功能的簡(jiǎn)單LED驅(qū)動(dòng)電路，以便為每個(gè)LED提供充足的電壓，這驅(qū)動(dòng)電路可將鋰離子電池的2.7至4.2 v電壓范圍提升至16至17 v，用來(lái)驅(qū)動(dòng)LED。這是傳統(tǒng)的解決方案。由于經(jīng)差異篩選LED的VF值存在一個(gè)變化范圍，LED之間的壓差會(huì)隨之變化，有可能影響亮度的均勻性。

LED驅(qū)動(dòng)IC選項(xiàng)
　　上面所述的亮度調(diào)暗是LED驅(qū)動(dòng)IC的重要新增功能，可通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路為L(zhǎng)ED施加PWM調(diào)制脈沖，以獲得總功率的10~100%。此舉能節(jié)省功耗，同時(shí)也為最終產(chǎn)品提供用戶(hù)可調(diào)節(jié)的功能。如前所述，顯示器是損耗最多功率的子系統(tǒng)之一。例如，在16V電壓下