Светодиодная подсветка в LCD-мониторах

Светодиодная подсветка в LCD-мониторах.

Фирмы уже давно производят линейки мониторов с обычной светодиодной подсветкой. Яркость модулей светодиодной подсветки не уступает яркости люминесцентных ламп с холодным катодом, долговечность светодиодов значительно выше, обеспечивается более широкая цветовая гамма и насыщенность цвета LCD-монитора за счет более эффективного согласования спектральных характеристик цветных фильтров и спектров излучения цветных светодиодов, а также благодаря уникальной конструкции модуля подсветки.

До недавнего времени подсветка люминесцентной лампой с холодным катодом считалась самой экономичной, но с появлением сверхъярких светодиодов эффективность CCFL уже не кажется очевидной. В настоящее время в дисплеях многих производителей все чаще стала использоваться светодиодная подсветка белого свечения. OLED или Organic Light Emitting Diode (органический светодиод) - одна из самых перспективных разработок, которая уже активно используется для создания подсветки LCD-панелей и других целей.

На промышленный уровень использования технологий светодиодной подсветки в LCD-мониторах сначала вышла обычная светодиодная подсветка. LED-элементы потребляют очень мало электроэнергии. Равномерная яркость и цветовое смешение достигаются благодаря патентованной конструкции светорассеивающих линз светодиодов. Специальная форма линзы обеспечивает распространение светового потока от кристалла светодиода в горизонтальной плоскости. Пространство над светодиодами блокируется специальным диффузным фильтром. За счет многократного прохождения и отражения от боковых стенок "коробки" модуля обеспечивается равномерное перемешивание цветов и достигается равномерность яркости подсветки.

Светодиодная подсветка имеет значительно меньший уровень электромагнитного излучения, использование светодиодной подсветки более экологично, благодаря чему уменьшается утомляемость операторов при работе с такими мониторами. "Зажечь" светодиод несложно - достаточно подключить его в прямом включении через ограничивающий резистор к источнику питания, но этот способ крайне неэкономичен, так как на ограничивающем резисторе создается большое падение напряжения, а значит, и большие потери (кроме того, ток через светодиод и яркость его свечения при подобном включении будут крайне нестабильны). Для повышения КПД и стабильности свечения светодиодов используются драйверы на специализированных микросхемах.

Микросхемы драйверов для питания сверхъярких светодиодов используются в устройствах разной сложности: светодиодные фонари, мобильные телефоны, цифровые фотоаппараты, LCD-дисплеи компьютеров и т.д. Схемы светодиодной подсветки LCD-дисплеев являются одним из самых распространенных применений светодиодов. Драйверы для устройств с автономным питанием имеют, как правило, высокий КПД (более 90%). Они являются регулируемыми импульсными повышающими или повышающе-понижающими DC/DC-преобразователями (реже можно встретить так называемые емкостные драйверы со схемой вольтодобавки и индуктивные драйверы - достоинствами этих драйверов являются их простота и низкая себестоимость).

В DC/DC-преобразователях обычно применяется стабилизация выходного тока (то есть тока светодиодов), что обеспечивает стабильную яркость свечения светодиодов (гораздо реже для этих целей используется стабилизация напряжения на светодиодах).

В качестве повышающе-понижающих DC/DC-преобразователей в драйверах также применяют также индуктивные преобразователи SEPIC-архитектуры (Single-ended primary-inductor converter - одновыводной первичный преобразователь на индуктивности), которые обеспечивают несколько больший выходной ток и КПД, чем у преобразователей со схемой вольтдобавки. Повышающие преобразователи нашли свое основное применение в устройствах с низковольтными источниками питания (они имеют высокий КПД и большой выходной ток при остальных средних показателях). Особенности драйверов основных трех типов на микросхемах фирмы Monolithic Power Systems ведены в табл. 1.

Таблица 1