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| 高清电视背光应采用白光LED还是RGB LED？ | |
| 时间:2008-8-7 10:41:49 来源:电子系统设计网 作者:Tony Armstrong 浏览 | |
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白光LED常用来为很多电池供电型手持式便携产品的小型显示屏提供背光照明。不过，这类照明应用已经成熟，未来5年不会有很高的年复合增长率。就LED照明应用而言，年复合增长率远高于手持式产品背光照明市场的3个最大的市场依次是：大型平板显示屏高清电视机、汽车前灯照明和通用照明。随着消费者要求高清电视机具有更大的平板显示屏和更高的分辨率，对电视机的需求已经迅速从等离子高清电视机转向了LED高清电视机。根据DisplaySearch公司的数据，等离子高清电视机的销售高峰将出现在2008年，销售收入为240亿美元；而2008年LCD高清电视机市场将达到750亿美元，到2010年则增长到930亿美元。显然，LED电视机市场已经开始“繁荣” 从运动模糊到色彩还原，目前的LCD高清电视机存在着各种各样的缺点。当前这一代LCD高清电视机还无法获得真正的黑色，而且所有颜色的动态范围都较小。普通高清电视机用CCFL管进行背光照明，只具有450~650cd/m2的对比度。这些高清电视机的主要问题是，CCFL背光照明不能完全关断或不能进行局部调光 相反，采用高亮度LED背光照明，LED阵列(就46英寸显示屏而言，可含有多达1,600个LED)可以在背光“串”上进行调光或局部关断，从而实现比CCFL设计几乎高出一个数量级的对比度(>4,000cd/m2)。另外，通过调整背光LED串的亮度，可以再现更多的中间色调，从而使画面更生动。另一个好处是能够从局部完全关断LED，从而减轻运动模糊问题。通过在两帧变换的间隔时间内完全关断LED，几乎彻底消除了快速运动物体引起的模糊问题。在解决这种CCFL背光照明LCD电视机所面临的快速运动模糊问题时，LED非常快的响应速度是至关重要的。 设计师的两难处境 冷阴极荧光灯(CCFL)常常用来为大型平板显示器提供背光照明，但是它们的色谱有限，而且色彩不够鲜明。RGB LED实际上扩展了可见光范围。另外，在美国国家电视系统委员会(NTSC)定义的颜色中，CCFL只能显示出约80%；而RGB LED可以显示出的NTSC色谱多达110%，从而能够在显示屏上更准确地显示出图像的原本风貌。采用3个单色光源，如红色、绿色和蓝色(RGB)激光，可以获得可能实现的最广色谱。 白光LED背光照明则非常适用于手持式和移动显示屏，因为白光LED外形尺寸小、简单易驱动、对机械应力不那么敏感、与CCFL比较预期寿命长两倍。不过，白光LED在色谱方面与CCFL有同样的缺点，因为白光LED等同于宽带光源。白光LED是蓝光二极管覆盖荧光粉形成的，它把部分蓝光转变成黄光，组合形成的光谱被视作白光。 与单色光源相比，RGB LED以较低的成本提供接近窄带的色谱。RGB LED不仅改善了色谱，而且还提高了效率，因为RGB LED只发射红光、绿光和蓝光的光能。相对而言，宽带光源(如白光LED和CCFL)会发射许多并不必要的颜色的光能，降低了色谱的纯度，因此损失了效率。既然不同颜色的RGB LED可以单独驱动，那么RGB LED的白光点或色温就可以校正，而CCFL和白光LED的白光点都是固定的。 LED的调光考虑 传统上，LED调光是用DC信号或滤波PWM信号调节流经LED的正向电流来实现的。降低LED电流可调节LED光输出密度。不过，正向电流的变化会导致LED发光颜色的变化，因为LED的色度随电流而变。LCD高清电视机和汽车背光照明等很多应用不容许LED的发光颜色有任何偏差。由于周围环境中的光线变化是不同的，并且人眼对微小的光强变化都很敏感，因此在这些应用中需要宽调光范围。用PWM信号控制LED的光强，可以不改变发光颜色而实现LED调光。 “True Color PWM调光”通过PWM信号调节LED亮度。它实质上是以PWM频率用满电流接通和断开LED。人眼的限制为每秒60帧，通过提高PWM频率(例如提高到80~100Hz)，人眼就感觉脉冲光源是连续接通的。另外，通过调制占空比(“接通时间”的长度)，可以控制LED的光强。采用这种方法时，LED的发光颜色保持不变，因为LED的电流值或者为零，或者为恒定值。很多高清电视机设计师都要求高达3,000:1的调光比，以适应环境光线的宽范围变化。 很明显，就高清电视机所用的大型LCD平板显示屏的背光照明而言，LED已经成为主流选择。不过，系统设计师仍然需要满足其特定设计性能要求的LED驱动器。因此，LED驱动器必须具有能够满足输入电压范围和所需输出电压及电流要求的转换拓扑，从而为很多不同类型的LED配置提供充足的电流和电压。所以，LED驱动器需要有以下特点，以满足设计师的需求：
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