白色led背光源及其驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)分析

　　近幾年，業(yè)界開始大量采用LED替代CCFL和EL作為L(zhǎng)CD的背光(背景光照明的簡(jiǎn)稱)，與CCFL、EL相比．LED具有如下優(yōu)點(diǎn)： 

　　1)可使LCD色彩更逼真，采用LED背光可以提供130％的NTSC色階，而CCFL僅為70％。色階的擴(kuò)充使LCD影像色度更飽和、更逼真； 
　　2)可使LCD厚度更薄，在18英寸LCD模塊中，LED背光厚度為4mm～6mm，CCFL為8mm～12nm； 
　　3)壽命長(zhǎng)，可達(dá)5萬小時(shí)； 
　　4）符合環(huán)保要求，LED不含汞， 
　　5）與EL背光相比，LED背光不會(huì)產(chǎn)生于擾。因此，LED背光廣泛用于PC、TV、汽車音響、手機(jī)、通信設(shè)備、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)和手表等領(lǐng)域，它已成為L(zhǎng)CD背光市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品。 

　　2002年LED的市場(chǎng)需求量占背光市場(chǎng)總需求量的60％左右，目前，有綠、紅、藍(lán)和白色LED作為L(zhǎng)CD的背光，由于價(jià)格因素，綠色LED居主流，約占LED背光產(chǎn)品的80％，它們的額定電流為2mA～20mA，亮度為600mcd。由于白色LED的成本較高，目前主要用于彩屏手機(jī)和彩屏PDA的背光以及汽車儀表的照明。 

　　白色LED的發(fā)光機(jī)理及特性 

　　1 發(fā)光機(jī)理 

　　單芯片白色LED是一種含InGaN活性層的CaN發(fā)光二極管，它主要有兩種發(fā)光機(jī)理：一種是結(jié)合藍(lán)色LED和黃磷，通過藍(lán)光和磷發(fā)射的黃光的混合產(chǎn)生白光；另一種是通過紫外光LED和紅、藍(lán)、綠磷的組合產(chǎn)生白光。 

　　2 特性 

　　白色LED的主要特性有：正向壓降為3．5 V；發(fā)光效率大于20lm／W，優(yōu)于白熾燈泡，次于熒光燈(601m／W～100lm／W)，2004年，發(fā)光效率可提高到60lm／w，接近熒光燈水平，從而可大量用于照明市場(chǎng)；光通量為231m；封裝尺寸小。Nichia公司于2003年推出SMD型白色LED，型號(hào)為NSCW215，它是一種側(cè)視SMD型白色LED，高度為0．8/1mm，電流為20mA時(shí)，亮度達(dá)600mcd。Toyoda Gosei公司推出SMD型白色LED，尺寸為3．2 mm×2．8 mm，型號(hào)為TG white，電流為20mA時(shí)，亮度達(dá)100mcd，發(fā)光效率為4．5 lm／W～5 lmW。  

　　 citizen公司采用Nichia公司的白色LED裸片開發(fā)出迄今為止世界上最小的白色LED，其厚度為0．55 mm。Nichia公司的非SMD型白色LED的尺寸為11．2mm(寬)×7．2mm(長(zhǎng))×6mm(高)，壽命長(zhǎng)，達(dá)5萬小時(shí)以上。白色LED在照明市場(chǎng)上的應(yīng)用前景誘人，為此，世界各國(guó)LED廠商加緊開發(fā)大功率白色LED，如Nichia公司開發(fā)出大功率InGaN LED，功率達(dá)1 W～2 W，是現(xiàn)有LED的10倍。美國(guó)加州大學(xué)固態(tài)發(fā)光及顯示中心計(jì)劃在2007年前開發(fā)出發(fā)光效率為200lm／W的白色LED。 

　　3 白色LED驅(qū)動(dòng)電路 

　　目前，白色LED主要用于彩屏手機(jī)和彩屏PDA，一個(gè)彩屏LCD的均勻背光需要3個(gè)～4個(gè)或更多的白色LED，智能手機(jī)可能需要6個(gè)或更多的白色LED。由于白色LED需求的增多。有力地推動(dòng)了白色LED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)的增長(zhǎng)。據(jù)Linear公司電源事業(yè)部產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理Tony Armstrong估計(jì)："2003年手機(jī)出貨量將超過4億部。其中至少有60％～70％是彩屏手機(jī)，此外。還將有1000部彩屏PDA，市場(chǎng)將有幾億塊白色LED驅(qū)動(dòng)器的需求"，由于白色LED的正向壓降為3．5 V，當(dāng)單節(jié)鋰電池相近，因此，需要一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器來解決白色LED的正向電壓?jiǎn)栴}。 

　　目前，升壓有兩種解決方案：一是電荷泵方式(開關(guān)電容器