线性调光与PWM调光对比ppt课件.ppt

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1、1、验证目的2、结论3、验证方法4、数据分析5、提高能效具体措施线性调光与PWM调光对比2009.12.211. 验证目的 验证不同模式的LED驱动和不同背光调节方式组合的整机能效差异，提出提升能效或降低成本的设计思路。采用49样机，对上表中第1、2、3种组合进行亮度，功率和能效测试；第4种组合本次没有测试。序号序号驱动电流模式驱动电流模式调光模式调光模式1线性电流驱动模拟调光2线性电流驱动数字（PWM）调光3平均电流驱动数字（PWM）调光4平均电流驱动模拟调光2. 结论结论：、采用组合中第1和第3种方式进行分段控制，在额定电流的50%（参考值）以上，采用线性电流驱动和模拟调光；在额定电流的5

2、0%（参考值）以下，平均电流驱动和数字（PWM）调光，50%可根据实际参数适当调整。、出厂状态（能效测试状态）处于采用线性驱动和模拟调光的设置。、采用以上方法，部分产品能效提高，有机会把临界产品提升一级能效或增加余量。、提高能效数据一致性。 3. 验证方法样机模块型号：、验证机型：49、主板型号：、电源板：、验证仪器：信号发生器MIK K-8278A，示波器力科204XI-A，电流探头力科CPC030， 色彩分析仪CA310，功率测试仪远方PF9901数据测试说明：、使用电流探头以及示波器测试电源输出电流，如下图：、为方便计算能效，积分功率按照开机功率*0.75计算，即能效公式：EEI=L*S

3、/(P*0.75-4W)/1.1，其中L为9点平均亮度，P为白场功率，如L250nits，需通过背光调节将中心亮度调整至25010nits。、更改参数后，老化5分钟测试，未达到标准中40分钟以上。4. 数据分析线性驱动线性驱动模拟调光后测试能效模拟调光后测试能效电流（mA）P（W）LV（nits）平均LV（nits）EEI测试电流LV（nits）平均LV（nits）P（W）EEI500122.7376.1329.5-265244.9219.376.62.442.44480121363.5322.7-265244.9219.376.62.442.44460117.1350.4314.3-2652

4、44.9219.376.62.442.44440113.4340.8306.2-265244.9219.376.62.442.44420109.6337299.1-265244.9219.376.62.442.44400105.3325289.3-265244.9219.376.62.442.4437099307274.6-265244.9219.376.62.442.4434092.8289259.4-265244.9219.376.62.442.4431086.9272.1244.12.382.38NC28081.2257.8229.32.402.4025075.6238.6212.92.

5、42.41 1 其中测试能效能效部分如L250nits，通过线性背光调线性背光调节节将中心亮度调整至25010nits。 分析以上数据得出： 、电流从500mA逐步调整至250mA，能效基本不变。能效基本不变。 、电流从500mA逐步调整至250mA，功率、亮度和平均亮度一直减小。序号序号驱动电流模式驱动电流模式调光模式调光模式1线性电流驱动模拟调光 分析以上数据得出： 、电流从500mA逐步调整至250mA，电流越小，能效越高。电流越小，能效越高。 、电流从500mA逐步调整至250mA，功率、亮度和平均亮度一直减小。线性驱动线性驱动数字（PWM）调光后测试能效调光后测试能效电流（mA）P（

6、W）LV（nits）平均LV（nits）EEIPWMLV（nits）平均LV（nits）P（W）EEI500122.7376.1329.5-62.18%244.7218.490.62.042.04480121363.5322.7-63.72%246.7222.3912.062.06460117.1350.4314.3-63.81%247.3221.2902.082.08440113.4340.8306.2-66.56%246.3218.1882.102.10420109.6337299.1-64.42%245.2219.286.72.142.14400105.3325289.3-70.44%2

7、45.4218.784.32.202.2037099307274.6-72.83%245.6219.783.52.232.2334092.8289259.4-78.08%245.3218.981.62.282.2831086.9272.1244.12.382.3828081.2257.8229.32.402.4025075.6238.6212.92.412.41序号序号驱动电流模式驱动电流模式调光模式调光模式2线性电流驱动数字（PWM）调光 其中测试能效能效部分如L250nits，通过线性背光调线性背光调节节将中心亮度调整至25010nits。 分析以上数据得出： 、电流从500mA至370m

8、A，平均亮度250nits，通过PWM调节亮度，能效不变。 、电流从340mA逐步调整至250mA，电流越小，能效越低。电流越小，能效越低。 、电流从500mA逐步调整至250mA，功率、亮度和平均亮度一直减小。平均电流驱动（峰值电流平均电流驱动（峰值电流500mA500mA）PWMPWM调光后测试能效调光后测试能效平均电流（mA）P（W）LV（nits）平均LV（nits）EEIPWMLV（nits）平均LV（nits）P（W）EEI500125.3370.1327.5-61.12245.6218.7902.052.05480121.6354.9317.4-61.12245.6218.790

9、2.052.05460119.1347.3308-61.12245.6218.7902.052.05440115.8330.3297-61.12245.6218.7902.052.05420112.3319.3286.7-61.12245.6218.7902.052.05400109.4310.3278.6-61.12245.6218.7902.052.05370103.7290.1259.6-61.12245.6218.7902.052.0534098.3274.8244.42.092.0931092.62532262.062.0628087.6236.42102.032.0325081.7

10、212.1190.41.981.98序号序号驱动电流模式驱动电流模式调光模式调光模式3平均电流驱动数字（PWM）调光 其中测试能效能效部分如L250nits，通过线性背光调线性背光调节节将中心亮度调整至25010nits。测试样机序序号号驱动电驱动电流模式流模式调光模式调光模式峰值峰值电流电流平均电流平均电流功率功率平均平均亮度亮度能效能效1线性电流驱动模拟调光26576.6219.32.442线性电流驱动数字（PWM）调光340265.281.6218.92.283平均电流驱动数字（PWM）调光50034098.3244.42.093平均电流驱动数字（PWM）调光400281.7684.32

11、45.42.2 由上表可见，通过更改驱动与调光方式，可将目前49G6能效值由2.2提升到2.44，比例为10.9%。3种方式电流与能效曲线图如下（横坐标为平均电流）：上图中，绿色曲线为线性驱动，线性背光调节能效变化曲线，能效基本不变而且最高，不同调光状态下，能效值一致性较好；蓝色曲线为线性驱动和PWM调光，电流越小能效越高；红色曲线为PWM驱动（电流峰值为500mA）和PWM调光，电流越小，能效越低。1.5001.7001.9002.1002.3002.5002.700200250300350400450500550电流-能效变化曲线电流/mA能效EEI-3EEI-2EEI-1序序号号驱动电驱

12、动电流模式流模式调光模式调光模式能效能效曲线曲线1线性电流驱动模拟调光EEI-12线性电流驱动数字（PWM）调光EEI-23平均电流驱动数字（PWM）调光EEI-3小结：、线性驱动线性调光，实际驱动平均电流变化时，能效基本不变而且最高；、线性驱动PWM调光，实际驱动平均电流变化时，电流越小能效越高；、PWM驱动PWM调光，实际驱动平均电流变化时，电流越小，能效越低。 如下图为LED电流与发光强度曲线，从曲线可看出LED电流越大效率越低，所以PWM驱动时LED的平均发光效率较低，而线性驱动相对较高。 但实际产品中考虑到LED色坐标偏移，不可一直使用线性驱动，如下图为LED电流与色坐标曲线，左图中

13、电流越大LED xy色坐标越低，右图中电流越大LED xy色坐标越高。但无论是何种趋势变化，如一直使用线性驱动，那么在调节电流时LED xy坐标变化较大。灯条A灯条B灯条C色坐标与电流关系以下是58灯珠电流与xy坐标测试实验数据序序号号峰值电峰值电流流(mA) 背光调背光调节节 实测电流实测电流（mA） Lv（nits） x y duv T（K） 备注备注 350短接351.7 302.70.2805 0.2934 0.0030 9770 色温高 190短接 188.2185.0 0.28190.2971 0.0041 9450 35020 190.1172.30.2814 0.2953 0.

14、0034 9580 170 短接 167167.7 0.28250.2978 0.0040 9360 色温低35010 170 155.40.2817 0.2954 0.0033 9540 色温中以上数据可得出以下结论：1、数据与数据对比，电流越大xy坐标越低，色温越高；2、数据与数据对比，相同峰值电流，占空比越大xy坐标越低，色温越高；3、数据与数据对比，相同的平均电流，PWM驱动比直流驱动xy坐标低，色温高以下是43 灯条电流与xy坐标测试实验数据：LVxyTduv峰值电峰值电流流占空比占空比备注备注5分钟165.70.27550.2904105000.0047340mA99.48%40分

15、钟162.50.27430.288108000.0043色温低5分钟159.90.27610.2908104000.0045401mA84.20%40分钟155.30.2740.2876109000.0042色温中5分钟180.30.27340.2865110000.0041400mA99.48%色温高值电流背光调节 实测电流亮度XYduv色温备注250100248.4489.60.27070.2792 0.002212100色温高25080208.8439.40.27140.2802 0.002311800色温中210100208431.10.27170.2808 0.002311700色温

16、低以下是65 LED电流与xy坐标测试实验数据：以上58灯珠、43灯条、65灯珠电流与xy坐标测试曲线，可得出以下相同结论：1、电流越大xy坐标越低，色温越高；2、相同峰值电流，占空比越大xy坐标越低，色温越高3、线性驱动与PWM驱动，两者平均电流相同时，PWM驱动xy坐标更低，色温更高，但遵守第2条比其峰值电流100%占空比要低这3个结论如何理解呢？即如下：1、无论线性调光还是PWM调光都对xy坐标有影响，但PWM调光对xy坐标影响相对较小；2、电流越小，xy坐标变化越明显3、所以，高电流区间使用线性调光保证能效，低电流区间使用PWM调光保证色度，建议区分界限为额定电流50%5. 提高能效具

17、体措施 通过与电源一所联合调试确认，现有主流LED背光恒流驱动IC大多数都具备两种以上调光功能（线性调光、PWM调光及组合调光），个别超低成本的IC不具备此功能。电源硬件方面需要有针对性的调整电路。 实现高能效的驱动方式同时还需要主板软件进行配合，具体如下： 1.需要两个调光信号（带软件配屏功能的主板可变更IPWM及BL-ADJ接口定义来实现），一个控制线性调光，另外一个控制PWM调光。 2.软件需要作出判断，对于线性调光和PWM调光做检测并进行精准切换。 3.需要进一步实际验证。 更改后产生的弊端：1.需重新开发软件配屏功能，如没有合适的解决方案可能会造成电源种类繁多；2.部分功能简单的低成本恒流IC不能应用。