LED背光正在成為一股熱潮,，涌入人們的生活，從2008年LED背光筆記本電腦的亮相到2009年LED背光液晶電視的華麗登場,，無不吸引人們的關(guān)注,。對于中、大尺寸顯示屏的LED背光,，必須要解決幾大技術(shù)問題,，其中最為直接的問題就是LED之間發(fā)光亮度的一致性。中,、大尺寸顯示屏所需的背光LED顆數(shù)多達(dá)數(shù)十顆至上千顆,，如果LED的發(fā)光亮度不一致，就會造成背光明暗不一,，嚴(yán)重影響顯示效果,。
我們知道,，LED的發(fā)光亮度是由流經(jīng)LED的電流所決定的，所以確保LED發(fā)光亮度一致的辦法,，就是確保流經(jīng)所有LED的電流完全相同,。這表示在多顆LED背光時，串聯(lián)的連接方式比并聯(lián)方式有利于取得發(fā)光亮度的一致性,。在這種情況下,， 對LED串的電流精度的控制是重要的，它可確?？蛻舻漠a(chǎn)品與產(chǎn)品之間背光LED串的發(fā)光亮度相一致,。
但LED串聯(lián)的數(shù)量不可能太多。在正常發(fā)光亮度下,，白光LED兩端的電壓降大約為3.5V,，意味著10顆相串聯(lián)的壓降可達(dá)35V。對14”顯示屏而言,，需要用到的LED數(shù)量達(dá)40顆以上,，如果全部串聯(lián)，則壓降將達(dá)到約140V甚至更高,，更不用說更大尺寸的顯示屏了,。所以，對中,、大尺寸顯示屏而言,，完全串聯(lián)的方式是不現(xiàn)實的，必須用串,、并聯(lián)相結(jié)合的方式,。而當(dāng)系統(tǒng)以這種方式驅(qū)動背光LED串組時，僅僅每路電流都達(dá)到精度要求仍然未必能確保背光的效果,，±1%的電流精度意味著各路之間的最大差異可達(dá)2％,。除非將電流精度指標(biāo)提的格外高，否則就必須還要限制各路之間的電流差異,。通常用電流匹配度來表示同一系統(tǒng)上多路并聯(lián)輸出之間的最大差異水平,，其定義如下：
Imatch = (Imax-Imin)/Iavg*100%
即各路電流中的最大值與最小值之差與各路平均值的百分比。
正因為中,、大尺寸顯示屏的LED背光有上述最基本的要求,，所以需要采用專門的LED驅(qū)動芯片來幫助系統(tǒng)實現(xiàn)背光LED的驅(qū)動管理，簡化系統(tǒng)設(shè)計,，并且提供更多的控制及保護(hù)功能,。華潤矽威科技最新推出的PT4112就是這樣一款產(chǎn)品。
PT4112技術(shù)特點
PT4112是一款6通道白光LED驅(qū)動集成電路,，每路最多可串聯(lián)10顆白光LED,，因此單顆芯片最多可驅(qū)動60顆白光LED,。PT4112不但擁有優(yōu)秀的電流精度和電流匹配度，理想的轉(zhuǎn)換效率,，以及寬的工作電壓范圍,，還集成了豐富的控制功能和全面的保護(hù)功能。PT4112的主要功能和技術(shù)特點如下：
1. 超高精度,。采用專利的設(shè)計技術(shù)以及先進(jìn)的模擬工藝制程,，PT4112的電流精度高達(dá)±2%，6路之間的電流匹配度可高達(dá)±1.5%,，這不但在本土原創(chuàng)產(chǎn)品中是首屈一指的,，而且完全可以滿足高端筆記本電腦這樣高圖像畫質(zhì)應(yīng)用的要求。
2. 高轉(zhuǎn)換效率,。通過采用專利的設(shè)計技術(shù)和先進(jìn)的模擬工藝制程，PT4112的轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)90％以上,。
3. 寬的工作電壓范圍,。5～25V的工作電壓范圍，可以讓工程師們在更多的應(yīng)用中從容選取PT4112,，而無需擔(dān)心工作電壓的影響,。
4. 支持PWM亮度調(diào)光，PWM信號占空比范圍為0～100％,。將PWM信號輸入到PT4112的BRT端口,，可以直接控制LED燈的開啟和關(guān)斷。通過保持調(diào)光關(guān)斷期間電路狀態(tài),，輸出電容上的AC紋波可在PWM很大占空比范圍內(nèi)保持很小值,，以減少潛在的音頻噪聲。
5. 各種保護(hù)功能齊全,。PT4112具有開路過壓保護(hù)功能,、逐開關(guān)周期的限流功能、輸出斷路保護(hù),、過溫保護(hù)功能,、輸入電壓欠壓鎖定功能、以及軟啟動功能等,。除此之外,，PT4112還具有獨特的FAULT保護(hù)功能，通過向外部PFET提供驅(qū)動信號,，只需將此PFET連接在輸入和電感之間,，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重錯誤時，此PFET就能夠?qū)㈦娫矗▽Ρ銛y式應(yīng)用,，通常是鋰電池組）和WLED隔離,，從而避免電池因泄漏大電流而損壞,，實現(xiàn)整個系統(tǒng)安全可靠。
6. 獨特的斷路自動亮度補償功能,。這是PT4112別具匠心的設(shè)計,，是一項可選功能，通過PT4112的IFB端口來設(shè)定,。當(dāng)IFB端口懸空時,，如果6路輸出中的某1路停止工作，則其余5路電流自動增加20%,。將IFB端口接地可關(guān)斷此項功能,。
7. 良好的EMI特性。通過采用專門的設(shè)計技術(shù),，PT4112的EMI得到有效抑制,。
典型應(yīng)用電路設(shè)計及注意事項
PT4112 應(yīng)用電路設(shè)計方法如下：
1. 電流設(shè)定
輸出的6 路電流通路，每一路通路的最大電流可以達(dá)到25mA,。輸出電流大小可以通過外接在Iset 端口的R1 設(shè)定,，選取不同的R1 電阻值即可獲得所需要的輸出電流：
其中R1 是設(shè)定電阻，單位取KΩ,，Iset 是所需要的電流,，單位取mA。20mA 所對應(yīng)的電阻取
值即為62KΩ,。
2. 電感的選取
電感的選擇將是決定整個系統(tǒng)能否穩(wěn)定工作的重要因素,，電感的特性主要有三：感值、DCR 和飽和電流,，PT4112 推薦使用的電感范圍為4.7-10μH,，在尺寸和封裝允許的情況下推薦使用10μH 電感，因為這樣的選擇系統(tǒng)可以得到更高的效率和更小的紋波,。另外,，在輸出限流一定的情況下，10μH 的電感也有助于得到較大的輸出電流,。升壓電路中,，電感的計算通常按照下列公式計算：
電感電流紋波的峰峰值可以這樣計算：
由此，電感電流的峰值為：
為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定的工作,，通常飽和電流應(yīng)為峰值電流的1.5 倍,。
3. PWM 調(diào)光
通過在PT4112 的BRT 端口施加PWM 芯片，可以實現(xiàn)PWM 調(diào)光,。PWM 調(diào)光是對所有通路同時有效的,，PT4112不支持對某一路單獨進(jìn)行PWM 調(diào)光。PWM 信號的頻率在100Hz～1kHz 范圍內(nèi)比較合適，見圖2,。
4. PCB 布局注意事項
對于高頻以及大電流的供電系統(tǒng),，PCB 布局會是非常重要的環(huán)節(jié)，所以還應(yīng)遵循以下注
意事項：
1)Iset 端電阻要盡量靠近芯片,，以有效減少噪聲對電流設(shè)定產(chǎn)生的影響,；
2)輸入電容Cin 和輸出電容Cout 應(yīng)盡量靠近芯片，以保證系統(tǒng)能否穩(wěn)定的工作,。
3)輸入到SW 端,，以及SW 端到輸出的走線上會有最大3 安培的電流，所以走線需要保證相應(yīng)的電流密度,。