使用VI晶片模塊解決大屏幕液晶顯示器背光應(yīng)用中的電流分配難題
因為冷陰熒光燈（CCFL）成本低，通常大屏幕液晶顯示器（LCD）使用CCFL作為背光源產(chǎn)生均勻的白光。不過將發(fā)光二管（LED）用作背光燈正在引起主要制造商們的注意。LED在尺寸、能量效率、光譜純度、機(jī)械強(qiáng)度、和消除汞等有害物質(zhì)方面都勝過CCFL。
白光可以來自單個白色LED；也可以由三個立的色譜與LCD像素色彩濾波器匹配的R-G-B LED產(chǎn)生。該可以大幅提發(fā)光效率和色彩范圍，從而使顯示效果加清晰、鮮艷。目前采用CCFL背光燈的LCD只能產(chǎn)生70-8的NTSC制顏色，而采用LED背光燈的顯示器可以產(chǎn)生NTSC制式中定義的顏色，甚至還能產(chǎn)生NTSC定義范圍之外的顏色。利用LED快的開關(guān)時間，背光強(qiáng)度可以被調(diào)節(jié)，從而進(jìn)步增強(qiáng)圖像對比度，減少運動圖像產(chǎn)生的拖尾現(xiàn)象。
要想在小屏幕LCD器（般是19英寸）中替換CCFL，可以在外殼四周部署三色LED器件來代替CCFL管。通常只是光源被換（從CCFL到LED串），外殼、光導(dǎo)和光膜可以保持不變。而對較大尺寸的LCD（20英寸以上）而言，由于要求較的光通量，可以在LCD面板背后直接部署LED矩陣，并使必要的擴(kuò)散層和光膜夾在這些LED矩陣之間。LED矩陣大小隨面板尺寸而變，般為幾百個LED。為了均勻的照明，需要在的光膜上使用的衍射散射層。隨著的進(jìn)步，半導(dǎo)體晶片的輸出亮度會越來越，因此串聯(lián)式或矩陣式LED中的LED數(shù)量可以變少，從而進(jìn)步降低材料和系統(tǒng)成本。
當(dāng)然設(shè)計師還必須面對諸多的挑戰(zhàn)，比如在溫度變化和LED逐漸老化的情況下保持光譜的致。不過這種是很有前途的。些主要的筆記本電腦制造商正計劃推出多采用LED背光燈的產(chǎn)品。大屏幕電視機(jī)制造商也已經(jīng)在這方面投入大量資源，因此LED背光燈有望在消費類市場中越來越流行。
zui近在背光燈面板方面有所突破，已經(jīng)可以在LCD的背光面板中使用推出的亮度白色LED。這些新的LED需要封裝尺寸小、功率達(dá)200W的4V直流電源。這種設(shè)計采用的是家非上市公司發(fā)明的，這家公司開發(fā)和銷售的動態(tài)范圍（HDR）圖像。這種可以用來制造亮度的顯示器。通過使用增強(qiáng)型視頻處理算法調(diào)整LED的亮度，所發(fā)出的亮度可以比傳統(tǒng)的LCD10倍。背光燈中的每個LED都是立可尋址的，因此光強(qiáng)度可以逐幀甚至逐個微區(qū)域地動態(tài)改變。這種可以實現(xiàn)動態(tài)范圍的顯示器，與以前相比可以使黑的地方黑，亮的地方亮，從而顯著提圖像的清晰度。該已經(jīng)在些成像設(shè)備使用的大屏幕顯示器（37和46英寸清晰顯示器）中得到應(yīng)用。
這些新的LED需要封裝尺寸小、功率可達(dá)200W的4V直流電源。以前的產(chǎn)品都是使用個500A的5.5V電源，在顯示器中處理這么大的電流分配困難。中轉(zhuǎn)總線變換器（BCM）是種V?I晶片模塊，設(shè)計用于大功率LED應(yīng)用以解決電流分配問題。BCM采用了Vicor公司獲得的正弦幅度轉(zhuǎn)換器（SAC）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有的功率密度、效率和低噪聲能。BCM的外形尺寸只有1.1平方英寸，重量為15克，可以提供個和降壓電壓供非負(fù)載點轉(zhuǎn)換器（niPOL）使用。由于它具有響應(yīng)和低的輸出噪聲，負(fù)載端常用的壽命有限的鋁電解或鉭電容可以被減少或取消，從而節(jié)省電路板面積、材料和總體系統(tǒng)成本。
現(xiàn)在系統(tǒng)可以用低的電流分配48V電壓到任意位置，然后再局部降壓至大電流的4V。每塊大板上有4塊小板組成1個系統(tǒng)，因此每個系統(tǒng)中總共有16個BCM。結(jié)果是每塊板運行于200A、4V的電源。相反，如果系統(tǒng)由個大電源支持，它需要個800A的電源，當(dāng)然這樣的電源是很危險的。這就是為何20A的48V電壓被分配到各個板的原因，這種電源具有的可管理和相當(dāng)好的熔斷。
BCM因為以下幾大因素而成為恰當(dāng)?shù)慕鉀Q方案。先是BCM的尺寸和效率，它不需要使用的散熱器。其次，它工作在48V的電壓 （SELV）。BCM還能提供針對不同應(yīng)用優(yōu)化了的不同的輸出電壓。通常上述應(yīng)用中的系統(tǒng)輸入電壓需要調(diào)整到4.1V至4.2V的工作電壓。由于BCM是種轉(zhuǎn)換器而不是種穩(wěn)壓器，設(shè)計師可以使用48V的輸入電壓來獲得他們所需的輸出電壓。
其它背光方案要求用恒定電流來驅(qū)動串連著的大功率LED陣列。般來說，恒定電流是用來可預(yù)測的發(fā)光亮度和色度值。V?I晶片非預(yù)穩(wěn)壓模塊（PRM）穩(wěn)壓器和倍增電流電壓轉(zhuǎn)換模塊（VTM）電壓變換器雖然主要設(shè)計用于利用自適應(yīng)環(huán)路穩(wěn)壓方法提供穩(wěn)定的電壓，但也可通過簡單的電路修改而達(dá)至恒定的輸出電流。
與傳統(tǒng)方法相比，使用PRM和VTM提供恒定電流具有許多優(yōu)點。在系統(tǒng)中使用VTM可以倍增負(fù)載點的電流，VTM的輸出電流正比于它的輸入電流（如下程式所示）。
Iout = Iin/K
（K 是 VTM 的 K因素, 簡單的說, 就是降壓的比例）
因此在受控的電流應(yīng)用中，可以通過和調(diào)節(jié)VTM的輸入電流來其輸出電流。低的電流需要小的傳感器，從而消耗低的功率，提總體效率。另外，V?I晶片本身也具有很的效率和功率密度，使得整個LED系統(tǒng)體積小、溫度低，并能使每瓦功耗得到的輸出流明數(shù)zui大。
