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

近(jin)年(nian)來(lai)傳(chuan)統(tong)紙(zhi)質(zhi)相(xiang)片(pian)相(xiang)框(kuang)的(de)吸(xi)引(yin)力(li)已(yi)日(ri)漸(jian)消(xiao)退(tui)
，隨(sui)著(zhe)數(shu)碼(ma)相(xiang)機(ji)和(he)手(shou)機(ji)相(xiang)機(ji)的(de)普(pu)及(ji)，數(shu)碼(ma)相(xiang)框(kuang)市(shi)場(chang)正(zheng)方(fang)興(xing)未(wei)艾(ai)。數(shu)碼(ma)相(xiang)框(kuang)具(ju)有(you)內(nei)置(zhi)的(de)揚(yang)聲(sheng)器(qi)和(he)耳(er)機(ji)
，可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)MP3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。

zhengshijiyushangshuyuanyin，xuduogongsifenfentuichulezuixindeshumaxiangkuangmoxing。benwenjiangjieshaomeiguoguojiabandaotizhenduishumaxiangkuangyingyongtuichudexinchanpin，bingzhezhongyanzhengzaimeizhongyingyongzhongnazhongchanpinzuiweiyouxiao。

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
[page]
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。必(bi)須(xu)提(ti)供(gong)若(ruo)幹(gan)不(bu)同(tong)的(de)電(dian)壓(ya)，以(yi)使(shi)顯(xian)示(shi)麵(mian)板(ban)通(tong)過(guo)該(gai)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)實(shi)現(xian)最(zui)佳(jia)性(xing)能(neng)
，通(tong)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia)需(xu)用(yong)到(dao)升(sheng)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)。美(mei)國(guo)國(guo)家(jia)半(ban)導(dao)體(ti)擁(yong)有(you)最(zui)佳(jia)的(de)電(dian)源(yuan)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)LM2622。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(ru)LMH6643、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

yinpinshishumaxiangkuangdezhongyaogongnengzhiyi
，yinweishumaxiangkuangbujinkeyixianshizhaopian，erqienenggoushixianchusedeyinpinbofang。meiguoguojiabandaotitigonglegezhongyinpinjiejuefangan，youqizhideyitideshi，neizhi3D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。