Local Dimming LED TV 背光驱动整体方案

目前，液晶电视的使用越来越广泛，在人们的日常生活中占据越来越重要的位置，而其消耗的能量也越来越引起人们的关注。因此，各个电视、液晶厂商都投入极大的物力、人力、财力加大研发力量去降低功耗，从技术发展趋势上来说，如何降低背光的功耗最受到关注。因为背光源是最大的能量消耗者，降低了背光的功耗，也就大大降低了整机的功耗。这其中的技术包括改善背光源的驱动电路，改善LED的发光效率，开发新的LED种类，目前，Local Dimming是这些技术中最易于实现，效果最明显的一项技术。尤其是直下式LED背光搭配Local Dimming技术，可大幅度降低电量、提高显示画面对比值、灰阶数、及减少残影等。

1. Local Dimming BLU概述

Local Dimming即局部背光调节的意思，利用数百个LED组成的背光代替CCFL背光灯，背光LED可根据图像的明暗进行调节，显示幕图像中高亮的部分的亮度可以达到最大，而同时黑暗的部分可以降低亮度，甚至关闭，以达到最佳的对比度。这样，暗区亮度的降低就降低了背光的功耗。Local Dimming广义而言，大致可分为三大类，分别为0D、1D、2D dimming,其中，2D dimming能将local dimming的技术发挥到最佳效果。从下图可看出local dimming和非local dimming在能耗上和对比度上的差别。

2. 系统结构框图

基于MCU的loacl dimming方案由三个部分组成，分别是FPGA或SOC,MCU和LED Driver IC,SOC采集图像信号并通过SPI接口发送资料给MCU,MCU进行资料处理后再通过SPI控制1个或多个LED Driver.

3. SAC Demo Board的结构框图

SAC的方案是将DC-DC部分，MCU和LED Driver置于同一套板上，DC-DC可根据灯串电压的不同要求进行升压或降压，MCU采用Cortex M0 32位高性价比MCU,LED Driver采用AMS的AS3695C,DC-DC为24升压到50V,具体要升到多高的电压根据所接LED的总电压，因为AS3695C可驱动16路通道，有两路回馈，因此每8路通道为一个回馈，需要两组DC-DC电路。

方案框图：
 

方案BOM表（每16通道）

4. 各主要元器件特点

AS3695C特点：

●可驱动16通道的LED

●输出电压30V,外置MOSFET,驱动电流由MOSFET决定

●电流精度高达+/-0.5%

●集成SPI接口

●具有开短路、过温检测和保护动作

Cortex M0 单片机特点：

●Cortex-M0内核，高达50MHz的主频，高达40个I/O口

●2-8K SRAM,32K Flash

●2 SPI,最高速率可达25MHz

●极低的功耗，更快的处理速度，仅相当于8位元MCU的价格

MAP5201

●专门为LED TV 背光驱动而设计

●宽电压输入范围，最高至36V

●支援升压（Boost）和降压（Buck）两种拓扑结构

●内部集成1A MOSFET驱动电路

●开关频率可程式设计，最大500Khz

●输出短路保护电路

●独立控制的双路DC-DC输出。

MDD1903

●N沟道MOSFET

●耐压100V

●ID =11A @VGS =10V

●RDS（ON） < 120mΩ @VGS = 10V

< 135mΩ @VGS = 6.0V