中心議題：

• LED背光原理設計的數碼相框

解決方案：

• 直接通過LED控製傳導電流
• 通過控製電源的開/關來導通或關斷LED

jinnianlaichuantongzhizhixiangpianxiangkuangdexiyinliyirijianxiaotui，suizheshumaxiangjiheshoujixiangjidepuji，shumaxiangkuangshichangzhengfangxingweiai。shumaxiangkuangjuyouneizhideyangshengqiheerji，keyitongguoMP3功gong能neng實shi現xian動dong人ren的de畫hua麵mian
，由you此ci我wo們men不bu難nan預yu計ji相xiang當dang比bi例li的de傳chuan統tong相xiang框kuang將jiang被bei數shu碼ma相xiang框kuang取qu代dai。此ci外wai，一yi旦dan數shu碼ma相xiang框kuang的de價jia格ge開kai始shi回hui落luo，其qi流liu行xing風feng潮chao必bi將jiang很hen快kuai到dao來lai。

正(zheng)是(shi)基(ji)於(yu)上(shang)述(shu)原(yuan)因(yin)

，許(xu)多(duo)公(gong)司(si)紛(fen)紛(fen)推(tui)出(chu)了(le)最(zui)新(xin)的(de)數(shu)碼(ma)相(xiang)框(kuang)模(mo)型(xing)。本(ben)文(wen)將(jiang)介(jie)紹(shao)美(mei)國(guo)國(guo)家(jia)半(ban)導(dao)體(ti)針(zhen)對(dui)數(shu)碼(ma)相(xiang)框(kuang)應(ying)用(yong)推(tui)出(chu)的(de)新(xin)產(chan)品(pin)，並(bing)著(zhe)重(zhong)驗(yan)證(zheng)在(zai)每(mei)種(zhong)應(ying)用(yong)中(zhong)哪(na)種(zhong)產(chan)品(pin)最(zui)為(wei)有(you)效(xiao)。

美國國家半導體的許多產品已被應用在LCD偏置電源、LCD BLU(背光模組)
、音頻和DC/DC模塊上。通常數碼相框顯示器的尺寸為5.6英寸、7英寸和8英寸
，其中7英寸和8英寸是主流產品。較大尺寸的數碼相框是專門針對廣告行業而設計的。本文將主要介紹小尺寸數碼相框方案。

LCD麵板是數碼相框的主要組成部分
，它帶有用於背光照明的白光LED。目前
，LM2733和LM27313已被大量用於白光LED BLU解決方案。LM2622被用於LCD偏置，LMH6683則用於視頻緩衝。

白色LED背光解決方案

在設計LED背光驅動電路時
，最重要的問題是在LED正向偏置時保持恒流。由於LED是電流驅動型器件，光照強度取決於傳導電流的大小。為保證光照強度並提高LED的使用壽命，就必須保持恒定的電流。

市場上有多種類型的LED模塊。7英寸機型采用3×7陣列或7×3陣列。8英寸機型分別采用3×8或8×3陣列。由於所需電壓和電流取決於這些陣列，因此在設計初期選擇合適的LED驅動器是非常重要的。圖2是8英寸LCD中LED模塊驅動電路的一個示例。

1. 確定白色LED的規格並定義LED陣列的結構。

可以通過LED的陣列結構及LED的正向壓降和正向電流來選擇LED驅動器。如圖2所示
，用於8英寸LCD BLU的白光LED的規格為：VF(最大值)=4V
、IF(最大值)=25mA，陣列結構為3×8。兩個LED節點之間的總電壓如下：

總VF=VF×串聯LED數=12V

總IF=IF×並聯線路數=25mA×8=200mA

因此所選LED驅動器的驅動能力必須超過12V、200mA。如圖2所示
，需采用升壓DC/DC解決方案來提供12V的電壓，該電路利用DC/DC轉換器從12V牆式適配器獲得5V恒定電壓。如果采用的是升壓轉換器
，則內部FET容量需考慮可用容量，即最大輸入電流和最大輸出電壓。在圖2的電路中
，所需FET容量可通過以下方法計算。

輸出功率為：

POUT=VOUT×IOUT=12×200mA=2.4W

因此所需的輸入功率為：

PIN=1.2×POUT=1.2×2.4W=2.88W

假設轉換效率為80%，由於VIN為5V，則所需輸入電流為IIN=PIN÷VIN=2.88W÷5V=576mA。因此
，內部開關(FET)必須支持12V以上電壓及超過576mA的電流。對於8×3的LED陣列，結果為：

總VF=VF×串聯LED數=32V

總IF=IF×並聯線路數=25mA×8=75mA

FET的容量必須超過32V、75mA。如果考慮LM2733和LM27313的關鍵性能，就可以得出表1所列結果：從表中我們可以看出
，LM27313不適合8×3的陣列

，因為開關的最大可用電壓為30V。圖2和圖3顯示，LM2733適用於8×3陣列，LM27313則適用於3×8陣列。

2. 設計恒流電阻(RCC)以持續驅動LED

如前文所述，保持LED的電流恒定非常重要。在3×8陣列中，所需電流約為210mA。圖2中的恒流電阻的阻值可通過下列公式算出：

RCC=FB電壓÷總IF=1.23V÷200mA=6.15Ω
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因此采用6Ω的電阻器。在8×3陣列中
，所需電流約為90mA，因此圖3中恒流電阻的電阻值可以下列公式算出：

RCC=FB電壓÷總IF=1.23V÷75mA=16.4Ω

在這種情況下使用17Ω的電阻器。從圖2和圖3我們可以看出，通過誤差放大器1.23V的反饋參考電壓保持FB電壓恒定，因此通過RCC的電流能夠始終保持恒定。

3. 麵向調光控製的有源關斷功能

調光控製是指根據客戶的喜好控製顯示器光照強度。目前有兩種調光控製方法。一種是直接通過LED控製傳導電流，另一種是通過控製電源的開/關來導通或關斷LED
，從而控製LED的導通時間。目前第二種方法更為流行，因為第一種方法的電路較複雜

，且始終處於通電狀態會縮短LED的工作壽命。如圖2和圖3所示，可以通過開/關LM2733和LM273133來控製LED的開關，而對LM2733和LM273133的開關控製可通過在SHDN引腳上應用脈衝寬度調製(PWM)得以實現。LED的照明強度可以通過調整脈衝占空比實現精確控製。要記住的是，脈衝頻率必須超過20kHz。低於20kHz的頻率會使電路輸出端的多層陶瓷電容器產生波形振蕩，從而產生可聽噪聲。

4. 需要過電壓保護(OVP)

大多數LED模塊是通過一個連接器與主板相連的。如果圖2和圖3中LM2733和LM27313的輸出因誤操作或LED模塊受損而開路，那麼由於誤差放大器的負輸入端沒有信號，輸出電壓將會無限製地上升。這將造成毀滅性後果
，損壞LM2733和LM27313或輸出二極管。為解決這一問題
，可加入一個過電壓保護電路(如圖4所示)。

所增加的電路能夠保護器件不被過高的輸出電壓所損壞。D2的作用是避免R2和RCC在未連接LED模塊時形成並聯，並防止輸出過壓

，因為R1的阻值相對R2和RCC並聯值要大得多。

因此，在未接入LED模塊時，該電路以恒壓模式運行；當接入LED模塊時，則以恒流模式運行。在采用了R1和R2的恒壓模式下，輸出電壓必須設置得比LED模塊的總VF值更高。即，在3×8陣列下
，總VF值約為12V，那麼R1和R2的輸出電壓可通過下列等式計算出：

VOUT=1.23(R1/R2+1)

在這個等式中
，我們需將R2設為10kΩ。如果將VOUT設為15V，可得到如下結果：R1=112kΩ。考慮到D2的VF、RCC兩個節點上的電壓變為1.23+VF。因此，RCC將有所增大，具體如下：

RCC=(1.23V+VF)÷ICC=(1.23V+0.4V)÷200mA=8.15Ω

如果計算RCC的功耗，可得出下列結果：

P=I2×R=0.182×8=0.32W

由於RCC的功耗高於0.32W，建議采用Wattage電阻器(1W)或並聯標準電阻器以提高電路安全性。

麵向LCD平板電源的DC/DC轉換

在用於數碼相框的典型LCD平板顯示器中，輸入電源電壓約為5.0V。bixutigongruoganbutongdedianya
，yishixianshimianbantongguogaishurudianyashixianzuijiaxingneng
，tongchangqingkuangxiaxuyongdaoshengyazhuanhuanqi。meiguoguojiabandaotiyongyouzuijiadedianyuanjiejuefanganLM2622。LM2622是中等尺寸LCD模塊電源解決方案的事實標準。我們可以看到利用LM2622是如何在+5.0V輸入電壓下實現下列不同電壓的：

+8.0V列驅動器模擬電源電壓
；

+23.0V行驅動器導通電壓
；

-8.0V行驅動器關斷電壓。

1. +8.0V列驅動器主模擬電壓

通常情況下，列驅動器的模擬電源電壓介於+7.5V和+10.0V之間。如圖5所示，模擬輸出電壓由電阻分壓器Rfb1和Rfb2控製。由於FB引腳上的電壓被內定為+1.26V，為實現紅色虛線圈中所示的+8.0V輸出電壓，建議將RFB1和RFB2的電阻值分別設為40.2kΩ及7.5kΩ：

RFB1=RFB2×(VOUT－1.26V)/1.26V

2. +23V行驅動器開啟電壓

這個23Vdedianyuandianyabeiyongyuxingqudongqiyidakaipingbanxianshiqidezhaji。zongtilaishuo，zhezhongpeizhinenggoutigongsanbeiyuliequdongqishuchudianyadedianyayongzuokaiqixingqudongqi。gaifangfajiandanqieshifenjingji，tongguodazaidianrongqidianhebeng，kezaiLM2622上實現23V的電源電壓。

3. -8.0V行驅動器關斷電壓

為給行驅動器提供用作關斷TFT柵極的-8V電源電壓，可將LM2622與二極管變頻電路結合使用，如圖5所示。如欲了解更多信息

，請參考LM2622數據手冊．

視頻解決方案

數shu碼ma相xiang框kuang離li不bu開kai視shi頻pin緩huan衝chong器qi或huo數shu字zi接jie口kou。具ju體ti解jie決jue方fang案an取qu決jue於yu平ping板ban輸shu入ru的de類lei型xing。美mei國guo國guo家jia半ban導dao體ti可ke提ti供gong各ge種zhong解jie決jue方fang案an以yi滿man足zu客ke戶hu對dui各ge種zhong模mo擬ni解jie決jue方fang案an的de需xu求qiu，還hai能neng夠gou提ti供gong各ge種zhong視shi頻pin放fang大da器qi，如ruLMH6643

、LMH6683和LMH6601等。

對於數字平板接口應用而言
，客戶可采用美國國家半導體的各種解決方案。這些解決方案可降低電磁幹擾(EMI)，並幫助客戶利用SerDes解決方案輕鬆構建係統。

音頻解決方案

音(yin)頻(pin)是(shi)數(shu)碼(ma)相(xiang)框(kuang)的(de)重(zhong)要(yao)功(gong)能(neng)之(zhi)一(yi)

，因(yin)為(wei)數(shu)碼(ma)相(xiang)框(kuang)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)顯(xian)示(shi)照(zhao)片(pian)，而(er)且(qie)能(neng)夠(gou)實(shi)現(xian)出(chu)色(se)的(de)音(yin)頻(pin)播(bo)放(fang)。美(mei)國(guo)國(guo)家(jia)半(ban)導(dao)體(ti)提(ti)供(gong)了(le)各(ge)種(zhong)音(yin)頻(pin)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)，尤(you)其(qi)值(zhi)得(de)一(yi)提(ti)的(de)是(shi)，內(nei)置(zhi)3D功能能夠在小範圍內實現優質音效。LM49270就是這種應用的一個典型產品
，它可以提供約2W的3D效果。