面向汽車和HDTV應(yīng)用的最佳LED驅(qū)動(dòng)器解決方案

1、面向汽車和HDTV應(yīng)用的最佳LED驅(qū)動(dòng)器解決方案摘要：實(shí)現(xiàn)了一種全集成可變帶寬中頻寬帶低通濾波器，討論分析了跨導(dǎo)放大器-電容(OTAC)連續(xù)時(shí)間型濾波器的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和具體實(shí)現(xiàn)，使用外部可編程電路對(duì)所設(shè)計(jì)濾波器帶寬進(jìn)行控制，并利用ADS軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明，該濾波器帶寬的可調(diào)范圍為126 MHz，阻帶抑制率大于35 dB，帶內(nèi)波紋小于05 dB，采用18 V電源，TSMC 018m CMOS工藝庫(kù)仿真，功耗小于21 mW，頻響曲線接近理想狀態(tài)。關(guān)鍵詞：Butte 是什么支持了如此令人注目的成長(zhǎng)潛力？首先，LED的發(fā)光效率是白熾燈泡的10倍，以及熒光燈的2倍，因此，當(dāng)提供一個(gè)給

2、定的光輸出量 (單位：流明)時(shí)，它所需的電能以及產(chǎn)生的熱量大幅度下降。隨著LED的進(jìn)一步發(fā)展，它從電能產(chǎn)生光通量的效率將繼續(xù)升高。其次，當(dāng)今世界非常重視環(huán)保，LED照明不需要操作、暴露和處置熒光燈泡中常見的有毒汞蒸汽。第三，白熾燈泡每1,000小時(shí)就需要更換，熒光燈泡的使用期限為10,000小時(shí)，而LED的壽命則長(zhǎng)達(dá)100,000小時(shí)以上。在大多數(shù)應(yīng)用中，這使得LED能夠被永久地嵌入在最終產(chǎn)品或系統(tǒng)中，而無(wú)需采用某種固定物。具體實(shí)例包括汽車中的車身面板或HDTV中的LCD顯示屏，因?yàn)樗鼈冊(cè)谄嚮騂DTV的使用期限內(nèi)將永遠(yuǎn)不需要更換。此外，LED的面積和高度要比同類替代方案小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，而且可以

3、制作成非常扁平的外形，因此能夠永久性地嵌入在汽車的內(nèi)部和外部裝置以及扁平的消費(fèi)類電子產(chǎn)品中。另外，通過(guò)采用一種紅光、綠光和藍(lán)光LED配置，還可以提供無(wú)限多種彩色光。LED的調(diào)光和接通/關(guān)斷操作速度之快遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人眼的分辨能力，因而在背面照明HDTV及其他類型的顯示器中實(shí)現(xiàn)了巨大的改善。如果沒(méi)有LED，高對(duì)比度比和高分辨率清晰型LCD HD TV將無(wú)法成為現(xiàn)實(shí)。 然而，照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)師所面臨的最大挑戰(zhàn)之一是：如何優(yōu)化最新一代LED的所有優(yōu)勢(shì)？由于LED通常需要一個(gè)準(zhǔn)確而高效的DC電流源以及一種調(diào)光方法，因此，必須設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)器IC，以在眾多應(yīng)用中滿足這些要求。電源解決方案必須具備高效、功能堅(jiān)固性

4、、緊湊和成本效益性等特點(diǎn)?？梢哉f(shuō)，對(duì)于LED驅(qū)動(dòng)而言，汽車應(yīng)用和大型HDTV LCD顯示器的背面照明應(yīng)用是其所面臨諸多極苛刻應(yīng)用當(dāng)中的兩個(gè)。由于LED在汽車應(yīng)用中所擁有的綜合優(yōu)勢(shì)，它們已經(jīng)被各種汽車照明形式全面采用，從車前燈到儀表盤/導(dǎo)航裝置背面照明以及普通的車身內(nèi)部/外部照明等一應(yīng)俱全。傳統(tǒng)上一直由CCFL (冷陰極熒光燈) 來(lái)提供的LCD HDTV背面照明應(yīng)用正在逐漸地被規(guī)模較大、能夠以單獨(dú)的LED串來(lái)調(diào)光的高亮度LED陣列所取代，從而實(shí)現(xiàn)了非常精準(zhǔn)的局部調(diào)光。與采用CCFL背光源的傳統(tǒng)HDTV相比，這使得對(duì)比度比提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。如前文所述，由于具有局部調(diào)光能力和超快的響應(yīng)時(shí)間，因此可以

5、實(shí)現(xiàn)LED亮度的即時(shí)調(diào)節(jié)，從而消除了在CCFL背光照明HDTV固有的運(yùn)動(dòng)圖像模糊這一長(zhǎng)期存在的棘手問(wèn)題。汽車LED照明 諸如小外形尺寸、低功耗和快速接通時(shí)間等優(yōu)勢(shì)開創(chuàng)了高亮度LED被當(dāng)今汽車所廣泛采用的局面。LED在汽車中的初始應(yīng)用是中央高架停車燈 (CHMSL)；這些應(yīng)用使用紅光LED來(lái)提供一個(gè)非常扁薄的照明陣列，該照明陣列易于安裝，而且永遠(yuǎn)不需要更換。 傳統(tǒng)上，白熾燈泡是最為經(jīng)濟(jì)的光源，而且仍然被許多汽車所采用。然而，隨著可用照明空間的日益縮小以及對(duì)照明光源使用壽命要求的不斷提高，在許多應(yīng)用中，由LED所提供的燈光色彩和精簡(jiǎn)型設(shè)計(jì)方案正在迅速取代白熾燈泡。信息娛樂(lè)系統(tǒng)中的傳統(tǒng)CCFL-LC

6、D背面照明被白光LED陣列所取代的現(xiàn)象正變得越來(lái)越普遍，后者提供了更加精準(zhǔn)且可調(diào)的背面照明以及將輕松超越汽車壽命的使用期限。更有甚者，人們還在利用一種電“可操縱”型高電流LED陣列來(lái)開發(fā)車前燈 (見圖1)，而該領(lǐng)域一直是被鹵素/氙燈絲設(shè)計(jì)所把持的。幾乎所有的汽車照明應(yīng)用 (包括車身內(nèi)部/外部照明和背光照明應(yīng)用) 都將逐步過(guò)渡為采用LED。在該環(huán)境中使用LED的好處具有諸多積極的含意。首先，它永遠(yuǎn)不需要更換，因?yàn)槠溟L(zhǎng)達(dá)100,000小時(shí)以上的固態(tài)壽命 (服役年限：11年半) 比汽車的使用壽命還要長(zhǎng)。這使得汽車制造商能夠把它們永久性地嵌入“車艙內(nèi)”的照明系統(tǒng)中，而無(wú)需像以往那樣留有用于更換燈絲燈泡

7、的入口。由于LED照明系統(tǒng)不需要白熾燈泡所要求的安裝深度或面積，因此還可使汽車的造型發(fā)生引人注目的顯著變化。圖1示出了近期投產(chǎn)的Lexus LS600h LED車前燈。Audi (奧迪) 公司的R8和GM公司的Escalade擁有類似的選項(xiàng)。所有這些車輛的總體照明配置都是相似的。每個(gè)車前燈部件包含5種專為所有照明要求而優(yōu)化的LED光束，這些光束包括：近光、遠(yuǎn)光、彎道光、晝間行駛燈和轉(zhuǎn)向信號(hào)，它們?nèi)慷加蒐ED來(lái)提供。標(biāo)準(zhǔn)光束一般將需要35W至50W的功率。聽起來(lái)好像并不太多，但請(qǐng)不要忘記：LED提供的光通量是鹵素?zé)舻?0倍，因此50W LED的光輸出與500W鹵素?zé)羰窍喈?dāng)?shù)?。遠(yuǎn)光所需的功率與標(biāo)準(zhǔn)光束相同或稍高，而彎道光、晝間行駛燈和轉(zhuǎn)向信號(hào)將需要較少的功率。這些光束均可利用單個(gè)HB LED驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)，這就是凌力爾特公司的LT3755。由于電能消耗有可能超過(guò)200W，可見采用發(fā)熱量極少的高效率LED驅(qū)動(dòng)器是何等的重要。圖1：HB LED Lexus LS600h車前燈/轉(zhuǎn)向信號(hào)/行駛燈。汽車LED照明的設(shè)計(jì)參數(shù) 為了確保最佳的性能和長(zhǎng)久的工作壽命，LED需要一個(gè)有效的驅(qū)動(dòng)電路。這些驅(qū)動(dòng)電路必須能夠從相當(dāng)苛刻的汽車電源總線獲取工作電源，而且還應(yīng)兼具成本和空間“效益性”。為了維持其長(zhǎng)久的工作