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» 2013年09月05日 11時00分 公開

電源設計:液晶テレビを低電力化する新たなLED駆動方式 (3/5)

[Peter Rust, Werner Schogler, Manfred Pauritsch, Herbert Truppe,ams]

マルチ・ストリングによるミックス方式

 効率とBOMコストとのバランスを最良化するアーキテクチャ(方式)は、マルチ・ストリングと前述のようなマルチDC‐DCコンバータ構成の要素を組み合わせる方式だ。このミックス方式(図5)では、ストリングの各グループを駆動するために複数にDC‐DCコンバータが使用される。

(図5)コンバータの数を最適化にしたマルチ・ストリングの例

 このソリューションでは、直接(直下)式バックライトシステムとしてローカルディミングの機能とDC‐DCコンバータ出力電圧の良好な制御性とが両立するので、トータルの電力効率が最高になる。同時に、この方式では、効率の良いストリングとDC‐DCコンバータを1対1で構成する方式に比較してBOMコストが大幅に低減される。

LED特性にマッチする電流制御

 LEDの輝度や色温度の特性は製造プロセスの過程で素子ごとに大きなばらつきが生じる。ユーザー向けの説明では、製造メーカーは白色LED製品の発光色と輝度および順方向電圧が同等特性のものをグループ化し、区分けしている。しかし、輝度および色温度の各区分に対するメーカー仕様は規定された動作条件においてのみ有効なものだ。言い換えれば、仕様の輝度と色を生成するためには、LED電流をデータシートに記載された定格電流に設定しなければならない。

 そのため、ディミングおよび輝度コントロールの手段は、デジタルPWM制御信号を利用して各LED素子への電流をオン(定格電流を流す)か、またはオフ(電流をゼロにする)かにスイッチングするだけになる。アナログ的なディミングでは、LEDが規定された定格電流を満たさない動作になり、色温度の変化や素子間の輝度マッチングが受容し得ない程になることがある(図6)。

(図6)電流と輝度の相関イメージ。実際のLED(LED1、LED2)はばらつきがあり、必ずしも理論通りにはならない

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