LCD電視LED區(qū)域背光的調(diào)光原理解析

現(xiàn)在CRT（陰級(jí)射線管）電視逐漸被LCD電視取代，同時(shí)，家庭購(gòu)買(mǎi)數(shù)量也在穩(wěn)步增長(zhǎng)，如今美國(guó)平均每個(gè)家庭擁有2.4臺(tái)LCD電視，遠(yuǎn)大于1990年每個(gè)家庭擁有1臺(tái)CRT電視的平均數(shù)。 雖然每臺(tái)LCD電視的耗電量在逐年下降，其普及率的提高卻逐年增加每個(gè)家庭的電視耗電總量，在家用電器中，LCD電視已成為緊隨電冰箱之后的主要耗電電器。

因此，一系列的LCD電視節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生，其中最嚴(yán)格的當(dāng)數(shù)將于2012年5月1日起生效的EPA能源之星5.0標(biāo)準(zhǔn)，尤其針對(duì)50寸以上的超大屏幕LCD電視，強(qiáng)制規(guī)定了108瓦的使用模式的能耗上限。 能源之星節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)也第一次規(guī)范了電視的絕對(duì)能耗額，有別于以往的與屏幕尺寸對(duì)應(yīng)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)。

圖1：64通道全集成LED區(qū)域背光驅(qū)動(dòng)晶片

在過(guò)去的10年來(lái)，我們目睹了LCD電視的信號(hào)處理通路的發(fā)展歷程：多種功能模塊逐步集成為單晶片，在迅速降低成本的同時(shí)，能耗也隨之逐步下降。 類(lèi)似的發(fā)展與革新也在近年來(lái)發(fā)生在LCD電視的電源通路上，其中最主要的當(dāng)數(shù)LCD電視中最大能耗的單元功能，即超過(guò)LCD電視總能耗60%以上的LCD背光。

正如筆記型電腦的背光在過(guò)去2年內(nèi)基本上完成了從CCFL（冷陰極螢光燈）至LED背光的轉(zhuǎn)換，LCD電視背光的轉(zhuǎn)換會(huì)在近年內(nèi)完成。 其主要節(jié)能功效源自于LED高于CCFL的光電轉(zhuǎn)換效率，并隨著LED發(fā)光材料技術(shù)的快速發(fā)展，其節(jié)能效果會(huì)越來(lái)越顯？？著。

最直接了當(dāng)?shù)腖CD電視的LED背光方法是沿用筆記型電腦的LED背光方案，將多顆LED排成一列，安放在LCD顯示屏的上下兩側(cè)。 這樣一來(lái)，在LCD電視上可以繼續(xù)保留筆記型電腦LED背光的成本低廉、體積纖薄的優(yōu)點(diǎn)，并在相當(dāng)程度上保留并簡(jiǎn)單延伸其已有的生產(chǎn)線及工藝，尤其是對(duì)中小屏LCD電視，不失為有效方案。 為了進(jìn)一步降低成本，甚至僅下邊單側(cè)的LED背光方案在小屏幕LCD電視中也曾采用。

圖2：側(cè)下式及直下式的區(qū)域調(diào)光

這種側(cè)下式（Edgelit）的LED背光電視走入市場(chǎng)后，因其纖薄的流行風(fēng)格，廣受市場(chǎng)的青睞，進(jìn)一步提高了LED背光的LCD電視的市場(chǎng)地位，迎合了對(duì)價(jià)格較敏感的客戶(hù)群需求。 同時(shí)，從技術(shù)角度上，科技人員利用LED快速的光電轉(zhuǎn)化速度，發(fā)明了區(qū)域調(diào)光（Local Dimming）技術(shù)，與側(cè)下式或直下式（Directlit）的LED背光結(jié)構(gòu)相結(jié)合，將整屏圖像分為1維或2維的區(qū)域，并根據(jù)每一個(gè)區(qū)域內(nèi)顯示圖像的內(nèi)容動(dòng)態(tài)地調(diào)整區(qū)域LED背光亮度，大大地提高了圖像對(duì)比度和色彩飽和度，在進(jìn)一步降低LCD電視能耗的同時(shí)，將LCD電視的圖像質(zhì)量提高到遠(yuǎn)優(yōu)于 CCFL電視及PDP（等離子）電視的水準(zhǔn)，迎合了對(duì)圖像品質(zhì)較敏感的客戶(hù)群需求。

iWatt是LED區(qū)域背光領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)，憑借其多年來(lái)在數(shù)位電源領(lǐng)域的成功經(jīng)驗(yàn)，以及在LED照明及智慧電源市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者地位， 將其數(shù)位電源控制技術(shù)推廣至LCD電視的LED背光應(yīng)用。 iWatt獨(dú)創(chuàng)的自適應(yīng)智慧專(zhuān)利技術(shù)可以自動(dòng)檢測(cè)并補(bǔ)償由于LED壓降（VF）不匹配因素，使眾多通道LED共享同一電源成為可能，并結(jié)合其數(shù)位電源的強(qiáng)大功能，解決了眾所周知的高壓開(kāi)關(guān)及整流電阻的集成熱損耗問(wèn)題。 在2010年推出了世界上第1顆64通道全集成LED驅(qū)動(dòng)晶片，取代了傳統(tǒng)上需要用4顆16通道晶片，32顆雙封裝高壓開(kāi)關(guān)管，及64個(gè)電流檢測(cè)電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)的全部功能，將關(guān)鍵器件總管腳數(shù)目從原來(lái)的576管腳降至僅需的88管腳（如圖1），同時(shí)，其強(qiáng)大的SPI可編程能力，使該晶片同樣適用于側(cè)下式及直下式的區(qū)域調(diào)光（如圖2），在提供高品質(zhì)低成本LED背光的同時(shí)，進(jìn)一步降低LCD電視的能耗，為客戶(hù)提供了成本最低、體積最小的LED背光方案。

如果2012年全世界預(yù)計(jì)銷(xiāo)售的1.7億臺(tái)LED背光的LCD電視均采用側(cè)下式或直下式區(qū)域調(diào)光，將節(jié)省30兆瓦的電量，足以供應(yīng)美國(guó)紐約市所有家庭10個(gè)月的總用電量。