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不同LED连接排列方式对背光模组性能的影响

2011-02-25 14:25
黯影冰风
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        LED背光源技术液晶电视从技术上讲,目前主要有侧入式和直下式两种方式。虽然两种技术各有千秋,但从成本等方面综合考虑,侧导光LED背光模组正在成为一种主流趋势。

  侧导光LED背光模组的设计要考虑在满足光学指标的基础上尽量降低成本,同时还要体现侧导光LED背光源轻、薄的特点。所以,LED的发光效率和色域对液晶电视背光源LED的选型有着重要的影响。LED的连接排列方式一般分为三种主要结构,即串联、并联以及串、并联混合的方式,几种方式各有利弊。

  LED串联

  优点:电流处处相等 LED亮度基本一致

  缺点:一个LED开路所有LED都不工作


  LED串联方式的优点是,在整个串联电路中LED电流处处相等,因为LED的生产过程存在着批次差异及个体差异的问题,当LED的一致性差别较大时,虽然加在不同的LED两端电压不同,但由于通过每颗LED的电流相同,LED的亮度还是基本一致的。但是,LED的串联也存在显著的缺点,如果其中一个LED开路,那么所有的LED都不会工作。采用LED串联的形式要求LED驱动器输出相对较高的电压。通常,LED驱动器输出电压越接近串联中总的前向电压,LED驱动的效率越高,但串联方式的LED要求驱动电路输出的LED电压必须大于串联电路中总的LED前向电压,这也对系统效率稍有影响。

  值得注意的是,串联情况下发生短路时,恒流控制不会出现问题,恒压控制则会停止工作。串联情况下发生断路时,恒流控制和恒压控制都会出现问题,这是驱动电路设计时必须注意的问题。当某一颗LED因品质不良或其他原因导致短路时,若采用恒压源的驱动方式,那么由于驱动器输出电压不变,分配在剩余的LED两端电压必然将升高,驱动器输出电流将增大,这可能导致余下的所有LED损坏。如采用恒流式LED驱动,当某一颗LED品质不良短路时,由于驱动器输出电流保持不变,此串联电路中余下的所有LED都将正常工作。当某一颗LED因品质不良或其他故障原因出现开路状态时,串联在一起的LED会全部不亮。解决此问题的一个简单的办法是在每个LED两端并联一个齐纳二极管。当然并联的齐纳二极管击穿电压需要比LED的导通电压高,否则LED就不亮了,这种解决方案会增加额外的功耗和成本,因此在LED的大量应用时不宜采用。

  LED并联

  优点:一个LED出现开路状态不会影响其他LED工作

  缺点:要求LED驱动器输出较大电流

  当需要单独调整每一个LED的电流时,会使用共阳极或共阴极并联的连接方式。并联方式的优点是,当一个LED出现开路状态时不会对其他LED的工作造成影响,其缺点是,要求LED驱动器输出较大的电流。由于并联方式分配在所有LED两端电压相同,所以当LED的一致性差别较大时,通过每颗LED的电流会出现不一致的情况,LED的亮度也会有明显差异。而由于LED制造技术的限制,这种差异是不可避免的。因此LED工作时,由于并联方式的固有缺点导致的每个LED电流分配的不均可能使电流过大的LED寿命锐减,甚至烧坏。

  当某一个颗LED断路时,如果采用恒压源LED驱动,那么驱动电路输出电流将减小,余下的所有LED仍然可以正常工作。如果是采用恒流源进行LED驱动,由于驱动电路输出电流保持不变,分配给余下的LED的电流将会增大,这可能导致剩余的LED损坏。解决此问题的办法是尽量多的并联LED,当某一颗LED断路时,其余LED的电流增量并不大,不会过多影响其余LED的正常工作。因此,LED以并联方式连接时,不适合选用恒流源进行驱动。当某一颗LED短路时,所有剩余的LED都会不工作。但有一种特殊情况,如果并联的LED数量较多,通过短路的LED电流很大,瞬间的发热量会将短路的LED烧成断路,则其余LED仍可以工作。

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