LED驅動器的發展動向
在上述背景下,要求為LED提供電流使其點亮的裝飾用LED驅動器IC,能夠以更為靈活的亮燈模式控制數量更多的LED。
但是,過去被用于LCD背光等的恒流式LED驅動器采取1個恒流電路對1個LED元件的結構方式,增加LED燈數就要增大芯片面積、增加成本,所以往往被敬而遠之。但是,近年來LED在高亮度化方面已取得進展,用較小的電流值也可使LED以足夠的亮度進行亮燈,而恒流電路本身不增加。LED的電源(正極)一側內置了依次驅動的PMOS晶體管進行分時亮燈,從而可以分別控制數量更多的LED(圖1)。如圖所示,傳統的LED驅動器用6ch的恒流電路使6個LED亮燈,而點陣式驅動器用3ch的SW電路和3ch的恒流電路便可分別對9個LED元件進行亮燈控制。
[圖1]傳統的LED驅動器與點陣式LED驅動器的電路結構
分別控制119個LED元件
一般說來,人的視覺可感知的頻率在100Hz以下,即使是在更快的速度下進行LED閃燈,也會被看作是用其ON/OFF的比(=Duty)平均化了的亮度。稱之為PWM(=Pulse Width Modulation)控制方式,被廣泛地用作LED驅動器的調光方式。通過控制恒流電路的ON Duty便可調節DC的恒定電流值(=LED的亮度)(例如,把恒定電流值定為20mA,ON Duty定為50%時,與不間斷地有10mA的恒定電流通過是一樣的)。點陣式LED驅動器通過采用圖1所示的矩陣連接與組合方式,可對數量等于SW電路×恒流電路部分的LED元件進行分別控制(圖2)。 點陣式驅動器是將LED元件的正極與負極連接成矩陣狀,對正極一側的SW電路以分時方式進行ON。負極一側的恒流電路以各自的ON時序驅動每個LED元件設定的恒定電流值,使LED亮燈。ROHM開發成功的BD26502GUL內置有SW電路7ch、恒流電路17ch,總共可分別控制7x17=119個LED元件(圖3)。
BD26502GUL以約為4msec的周期(=250Hz)進行分時亮燈,由于SW電路有7ch,所以各個LED元件的亮燈時間是該周期的1/7。因此,在時間上平均的LED電流量就等于恒流電路設定值的1/7。對于BD26502GUL型產品,即便按恒流電路設定的最大值(=20mA)計算也就是20mA/7≒2.9mA那么大,但是LED的發光效率卻提高了,能夠確保有足夠高的亮度用于顯示和裝飾用途。
[圖2]依靠點陣式LED驅動器(圖1)工作的例子
[圖3]BD26502GUL的LED控制電路構成例