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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,2009.12.21,1. 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。,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50%（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。、
2、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/(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。、
3、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,其中测试能效部分如L250nits，通过线性背光调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。 、电流从500mA逐步调整至250mA，功率、亮度和平均亮度一直减小。,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。 、电流从500mA逐步调整至250mA，功率、亮度和平均亮度一直减小。,其中测试能效部分如L250nits，通过线性背光调节将中心亮度调整至25010nits。,分析以上数据得出： 、电流从500mA至370
4、mA，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。 、电流从500mA逐步调整至250mA，功率、亮度和平均亮度一直减小。,其中测试能效部分如L250nits，通过线性背光调节将中心亮度调整至25010nits。,测试样机,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
5、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。,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
6、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,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：,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
7、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。,
