在此設計解決方案中，我們展示了一個 12.3 英寸汽車 LCD 顯示屏背光面板，該面板包含 256 個 LED 的全陣列，僅使用四個芯片即可實現真黑的局部調光。LED 驅動器 IC 和為 LED 燈串供電的電壓源通過反饋環路連接，確保四個 LED 驅動器輸出具有適當的電壓裕量，從而最大限度地降低整體系統功耗。

介紹

那是一個沒有星星的黑暗夜晚...還是？你知道這個故事，但現在，看著汽車后座顯示屏上的電影場景，它看起來更像是黃昏。怎么了？

LCD 顯示屏在現代汽車中無處不在，從儀表盤到中控式觸摸屏、后座娛樂系統等。隨著顯示器在幫助駕駛員在道路上行駛方面發揮著越來越重要的作用，它們準確報告信息的能力對于汽車乘員的安全至關重要。同時，后座娛樂顯示器需要高質量的圖像，而不會削弱電影的預期戲劇效果。

傳統LCD顯示器的一個缺點是使用側光背光。由于背光 LED 位于面板邊緣，因此無法完全關閉 LED，因為 PWM 是全局設置的。這將使顯示器不是真正的黑色，而是深灰色。

新的LCD顯示器通過重新設計背光（從側光到全陣列LED）來解決這個問題。現在，LED沿面板表面均勻分布，每個LED，或由幾個LED（一到四個）組成的小區域，可以單獨控制從全亮度到完全黑暗。通過局部調光，可以獲得更深的黑色和更令人印象深刻的畫面對比度。

所以，你猜對了，你正在側光顯示器上觀看電影。

在此設計解決方案中，我們討論了現代全陣列背光的主要要求，隨后提出了一種局部調光LED驅動器IC，該IC具有高對比度和高調光比、高電流、高精度、低EMI和小尺寸的解決方案尺寸。

全陣列背光示例

例如，12.3英寸儀表盤顯示屏背光面板裝有256個LED矩陣。通過將 256 個 LED 劃分為 64 個 4-LED 區域，只需 4 個 16 通道 LED 驅動器 IC 即可實現局部調光。區域內 4 個 LED 的 2s2p 配置可確保串的連續性，即使每個并聯元件中的一個二極管開路也是如此。

16個通道中的一個如圖2所示。MOSFET-op 放大器電阻組是為 2s2p LED 串供電的吸電流，可通過運算放大器 （OA） 或關斷開關對其進行調光。兩個比較器提供過壓 （V悶悶）和對地短路保護（V泰爾).

圖2.具有 16 個通道之一的 LED 驅動器圖。

每個IC必須在不同的條件下工作，包括消耗與16個通道同時工作的功率。

例如，結環境熱阻（R）為29°C/W的IC，T一個= +70°C，最大結溫+150°C將耗散：

每通道電流 （I） 為 60mA（每個二極管 30mA），所有 16 個通道均“開啟”，每個通道輸出電壓 （V外） 必須等于或小于：

在 2s2p LED 區域兩端壓降 7V 時（每個二極管 3.5V），串電源電壓 （VDD） 應設置為等于或小于：

VDD= 7V + 2.87V = 9.87V

需要反饋輸出引腳（圖3中的FB）來控制外部DC-DC轉換器，以便優化電壓裕量，并降低整體系統功耗。

集成解決方案

例如，MAX21610為16通道模塊化背光驅動器，用于汽車顯示器（圖3）。集成電流輸出可吸收高達 100mA 的 LED 電流，具體取決于環境溫度。器件電源來自外部 3.3V 或 5V 電源，而 LED 吸電流輸出可工作在高達 17V 的電壓下。所有串的全局 LED 電流通過串行外設接口 （SPI） 設置，每個通道都有單獨的 PWM 設置。最多可以菊花鏈連接 10 個設備，以降低連接復雜性。MAX21610采用TQFN封裝，工作在-40°C至+125°C溫度范圍。

圖3.背光局部調光應用。

當安裝在四層板上時，結環境熱阻低至29°C/W，允許功耗超過2瓦。15 位調光比允許在 200Hz 下實現高達 32，768 PWM 調光，實現高動態范圍 （HDR） 顯示規格。該 IC 的其他重要特性包括 LED 燈串開路和短路檢測和保護、過壓保護、熱警告和熱關斷。擴頻和通道相移可最大限度地降低 EMI，而 1% 的電流設置精度可實現高色彩保真度。局部調光通過使黑色看起來更深來增加顯示對比度。

結論

在LCD顯示器中尋找真正的深黑色正在推動從側光到全陣列LED背光的過渡。在該設計解決方案中，我們展示了一個裝有256個LED陣列的12.3英寸LCD顯示屏背光面板，只需四個菊花鏈式LED驅動器IC即可有效驅動。低 IC 或 PCB 熱阻可確保最大的功率耗散能力。連接 LED 驅動器 IC 的反饋環路和為 LED 燈串供電的電壓源可確保四個 LED 驅動器輸出具有適當的電壓裕量，從而最大限度地降低整個系統功耗。這兩種并發效應允許每通道提供高達100mA的電流，同時保持在應用的熱包絡范圍內。

審核編輯：郭婷