LED背光应用：加强背光照明解决方案

便携式设备一般都用一枚锂离子电池来工作，其电压视所需的电荷介乎2.8～4.3V之间。白光LED正向电压一般为3.5V，这是单一的锂离子电池通常不能驱动的，因此需要采用升压式DC/DC转换器。转换器可以是电容式(电荷泵)或电感式(磁力升压)。由于电荷泵的体积较小，一般都会用在并联LED驱动器上。至于磁力升压转换器，一般都会用于高压的串联驱动器内，原因是电荷泵技术所能达到的输出电压还不够高。转换器输出电压的调节可以通过LED正向电压的感应来自动(适配性)履行，或者用户可根据LED正向电压的规格来设定一个恒压。

未来，新型锂离子电池和LED技术将会为LED驱动带来新的挑战。配合最新的化学成果，电池电压的范围将扩大到2.3～4.7V，而典型的白光LED正向电压将会下降至2.9V。与此同时，输出驱动器的饱和电压都会随着下降。当采用并联驱动时，要高效地驱动一个2.9V的LED，就需要动用一个升降压转换器。图2所示为由电池、驱动器和LED技术的进步所带来的效果。

图2电池和白光LED正向电压的技术进展

RGBLED背光照明

一般而言，小型LCD显示屏背光照明都是用一组白光LED来实现的。可是，使用白光LED的问题是其光谱对光复制并不是很理想。原因是白光LED其实就是在蓝光LED面上加上一层黄色磷光剂。这样便造成光谱有两个波峰，一个在蓝色而另一个在黄色。图3给出一个典型的白光LED与RGBLED光谱比较。

图3典型白光LED与RGBLED光谱的比较

LCD显示屏会划分为三个主色区格：红、绿和蓝，色彩是由这三种主色混合来定义。要把适合的颜色过滤到每一个色格，那便需要使用颜色过滤器。颜色过滤器会浪费大部分的光学能量，即使在过滤后也一样，因此穿过LCD后的色谱并不理想。如此一来，采用白光LED背光照明可以在LCD屏面上产生出最多75%的NTSC(美国国家电视标准委员会)色彩(传统LCD显示屏上的红色端边处的限制尤甚)。然而，当使用RGBLED来做LCD显示屏的背光照明时，色彩复制可以覆盖100%的NTSC色彩，从而令到颜色更光亮、画质更高。假如配合优化的颜色过滤器，那所浪费的能耗可比白光LED背光照明来得更少。图4所示为一个LCD显示屏的结构。

图4LCD显示屏的构造

使用RGB背光时，当LED温度改变时，驱动器必须更正红、绿和蓝三主色间的亮度平衡，以防出现白点位移。此外，还需保证驱动器在任何操作温度下维持光的正确强度。而在补偿方面，可以用闭环或开环形式。若使用闭环补偿，便需采用感光器来测量白点和其强度。相反地，如使用开环补偿，那温度便需事先量度出来，并通过预先定义好的补偿曲线来调节亮度的平衡。美国国家半导体的LP5520就是RGB背光照明驱动器的一个例子，它是一个开环补偿式LED驱动器。图5所示为开环颜色补偿的原理。其中，温度补偿曲线是用现实应用中的RGBLED来量度的，这些曲线被编程在芯片内部的EEPROM存储器中。该芯片被集成到LCD显示模块上，而模块的制造商会在生产时为补偿曲线编程。此外，RGBLED背光亦可用作优化颜色过滤器。

图5开环颜色补偿的操作原理

键盘背光照明和其他装饰灯光

与显示屏背光照明比较，键盘背光照明拥有一些特别的要求。键盘背光照明所要求的颜色不一定需要白色，可以是其他任何颜色。时下，便携式设备中的键盘照明和其他装饰灯的设计趋向是产生更多的灯光效果。显示