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详解保护机制 LED背光模组安全性升级

2011-12-02 10:04
空白小盒子
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  现今已有越来越多电子产品采用LED背光模块,为确保背光模块性能,LED驱动IC的保护功能已格外受到重视。良好的保护机制必须针对拓扑的输入、输出与LED背光等部分,进行全面且完善的考虑,并要同时兼顾高LED驱动电流能力与电流平衡。
 
  然而,在LED背光模块开始大放异彩的同时,不得不同时思考着LED背光模块失效模式的预防,这可避免因其失效而产生使用安全性的疑虑,尤其当应用场合从家庭慢慢延伸至公共场合时,LED驱动集成电路(Driver IC)保护动作机制就显得格外重要。 

  目前LED驱动IC主要保护机制分为对拓扑架构的保护,例如过电压保护(Over Voltage Protection, OVP)、过电流保护(Over Current Protection, OCP)、短路保护(Short Circuit Protection, SCP),其相关保护不外乎针对电性应用上的保护,或者是模块端、系统端制程相关的保护,而目的均以安全考虑或不损坏系统端组件;还有对LED灯条端的保护,例如LED开路保护(LED Open Protection, LOP)、LED短路保护(LED Short Protection, LSP);由于LED属于半导体物理组件,过高的操作电压及长时间的操作电流皆会造成LED组件损伤,因此如供电电压不稳、LED线路间或本身质量因素造成短路,或是开路都会使LED失效造成亮度差异,进而影响面板画面质量及LED的寿命。本文将针对不同的保护机制动作原理及判断机制做深入的探讨。

  LED背光保护机制各有专长

  一般应用于LED驱动的拓扑架构均以提供LED稳定电流为目标,再以输出与输入的电压关系选择适合的拓扑架构;相较于目前的应用,LED亮度与电流、应用的数量成正比,所以为求高亮度与多颗LED串联,其多串并联使用为现今背光模块大多数的应用方式。

  而其所须提供驱动LED的电压也相较比输入电压高;此时升压式转换器(图2)就是一个相当不错的拓扑架构,但因其为升压架构,若有任何异常发生时,异常的高电压输出与高输入电流将是设计人员考虑的必要因素。


 
图2 升压转换器+多通道电流平衡

  若把需配合电源系统的交流转直流的因素考虑进来,时下返驰式(Flyback)、半桥谐振(LLC)(图3)配合电流均流IC回授控制前级均是目前应用的主流。在此,将针对拓扑端的失效模式与LED端的失效模式应具备的保护机制逐一介绍。其相关LED背光保护机制有OVP、输入过电流保护、输出过电流短路保护、LED开路保护、LED短路保护、过温保护。


 
图3 多通道电流平衡

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