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用于CS-LCoS微型投影机的大功率LED驱动电源设计

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2024年6月13日发(作者:虞巧)

第27卷第4期 

液晶与显示 

Vo1.27.NO.4 

2O12年8月 

Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays 

Aug.,2012 

文章编号:1007—2780(2012)04—0503—05 

用于CS—LCoS微型投影机的大功率LED驱动电源设计 

张宝龙 ,徐西印 ,李 丹 ,李云峰 , 

姚连芳 ,薛芸芸 ,曹 雯 ,郭海成。 

(1.天津科技大学电子信息与自动化学院,天津300222,E mail:eezbl@tust.edu.an; 

2.天津峰景光电科技有限公司,天津300384; 3.香港科技大学显示技术研究中心,香港九龙) 

摘要:设计出了一款应用于时序彩色法硅覆液晶微型投影机的大功率、高亮度LED驱动电源。由于采用 

的大功率LED芯片内部单元为并联连接,故驱动电流达1o A。为了满足此要求,文章结合直流变直流(DC/ 

DC)电源设计思路,设计出了可用脉宽调制信号调控的恒流源。实验结果显示:该恒流源能够精确地输出 

10 A恒定电流,而且纹波小,开关迅速、彻底,完全符合CS-LCoS微型投影机中LED光源对驱动电源的要求。 

关键词:硅覆液晶;时序彩色;大功率;LED 

中图分类号:TM923.34 文献标识码:A DOI:10.3788/YJYXS20122704.0503 

Design of High・・Power LED Driver for CS--LCoS Mini__Proj ector 

ZHANG Bao—long ,XU Xi—yin ,LI Dan ,LI Yun—feng , 

YAO Lian—fang ,XUE Yun—yun ,CAO Wen ,Hoising Kwok。 

(1.College of Electronic Information and Automation,Tianjin University o/Science and Technology, 

Tianjin 300222,China,E-mail:eezbI@tust.edu.cn; 

2.GianTOPties Technology Limited,Tianjin 300384,China; 

3.Center for Display Research,Hong Kong University of Science and Technology,Hong Kong,China) 

Abstract:A high—power and high—brightness LED driver is developed for Color Sequential 

Liquid—Crystal—on—Silicon mini—proj ector.The LED chips are arranged in parallel due to the 

Etendue requirement of the illumination system.However,the driving current can be around 

10 A,which increases the design complexity of the LED driver.In order to solve this prob— 

lem,a constant current source is developed,which is controlled by Pulse Width Modulation. 

The experimental results show that the driver can supply constant 10 A current with reaso— 

nable ripple wave and fast response character,which agrees well with the requirement of 

LED source. 

Key words:LCoS;color sequential;high power;LED 

了半导体和LCD技术,具有高分辨率、高亮度、低 

— 

口 

成本等优点。LCoS可以分为两大类别:彩色时 

硅覆液晶(Liquid Crystal on Silicon,LCoS) 

序(Color Sequential,CS)LCoS(Color Sequence 

微显示器(Microdisplay)属于新型的反射式微型 

LCoS,CS—LCoS)和彩色滤光膜LCoS(Color Fil— 

LCD(Liquid Crystal Display)投影技术,它结合 

ter LCoS)…。其中CS—LCoS是单色LCoS,它是 

收稿日期:2012-03—05;修订日期:2012—05—1 7 

基金项目:国家科技部创新基金(No.11C26211203966) 

作者简介:张宝龙(1976),男,天津人,博士后,海河学者特聘教授,研究方向:LCoS微显示器。 

5O4 液 晶 与 显 示 第27卷 

利用人眼的视觉暂留特性,通过R、G、B三基色光 

源的交替亮灭,在时间轴上进行混色的,其帧刷新 

频率为480 Hz 。图1为CS—LCoS微型投影机 

的剖面图。 

弋 . 

图2 (a)多芯片并联型和(b)单一芯片型LED封装结构 

Fig.2 Packing of(a)multi—and(b)single—chip LED cells 

图1 基于CS-I 

圜圈圈

CoS的微型投影机剖面图 

 

Fig.1 Cross-section view of CS ̄LCoS mini—projector 

光源是微型投影机除LCoS之外的另一重要 

组成部分,拥有亮度高、光效高、色彩丰富等特点 

的光源是未来微型投影机光源的发展趋势。发光 

二极管(I ight Emitting Diode,LED)因其具有寿 

命长、亮度高、光效高、色彩丰富等优点,越来越受 

到世人的关注,其技术发展也越来越成熟。传统 

的微型投影机通常采用白光LED作为光源,这样 

不能充分发挥LED色彩的优势。如果本文采用 

大功率、高亮度的R、G、B三基色LED作为光源, 

将大幅提升CS—LCoS微型投影机的整体性能。 

根据非成像光学理论,在光学系统中,当后一 

级光学系统的光学扩展量(etendue)大于等于前 

级时,系统光学效率最高 ]。具体表达式如下 

所示: 

r/; a;≥ 0{a 

其中/It 、n。分别为前后级光学元件折射率, 

0 分别为前后级光学元件发(收)光角度,n 

和a。分别为前后级光学元件面积。基于光学元 

件成本和LED出光特性(出光角为 )的考虑,为 

了尽可能地提高微型投影机光学系统的光学效 

率,应使LED出光面积a 尽可能的小,因此本文 

采用单一芯片型I EDl4],如图2(b)所示。 

由于这种LED芯片内部单元为并联连接,故 

需要输出为低电压、大电流的恒流源来驱动,即驱 

动电流需从目前常见的mA级别大幅提升至10 A 

以满足要求。而且CS-LCoS的频率达480 Hz,为 

了R、G、B三基色的精确切换,从而投影出高质量 

的图像,驱动电路必须开关迅速、彻底。因此本文 

按照以上要求,设计出脉宽调制(Pulse width 

Modulation,PWM)调光方式的恒流LED驱动 

电路。 

2 LED时序控制 

为了使CS—LCoS微型投影机能够投射出高 

质量的图像,RGB三基色LED的亮暗控制时序 

必须和CS—I CoS的显示时序保持严格一致 。 

如图3所示:以帧为基本单位,VDE为视频解码 

芯片输入到CS—LCoS数据暂存寄存器的RGB视 

频信号时序,LCoS data为CS—LCoS数据暂存寄 

存器内的数据转移到CS—I CoS显示寄存器的时 

序,R、G、B为控制RGB三基色LED亮灭的控制 

时序。 

例如在一个周期中,首先将存储在CS—I CoS 

数据暂存寄存器中的数据移送到显示寄存器中, 

液晶面板上显示出该帧所对应的信息,于此同时 

把经过解码后的下一帧的视频信号数据,转移并 

存储到CS—I CoS数据暂存寄存器中。并且要求 

LED亮灭控制时序必须和CS—LCoS显示寄存器 

的显示时序保持一致。否则会导致色彩“越界”。 

严重时会导致色彩失真、总体亮度降低。 

VDE 

LC0S data 

R 

G 

B 

图3 CS-I CoS与I ED时序 

Fig.3 Timing structure of CS-I COS and LED 

3 大功率LED驱动电路的设计 

本文采用高效率的DC/DC恒流源设计思 

路[6'8l,设计出基于Buck拓扑结构的高电流恒流 

源。如图4所示,输入电压为12 V,输出电流为 

10 A。控制电路模块参考电压8.5 V作为放大 

器内部驱动,从而增大GATE信号的驱动能力, 

第4期 张宝龙,等:用于CS I CoS微型投影机的大功率LED驱动0 ̄,SRit 505 

提高MOS管的导通程度。晶振频率为350 kHz, 

厂一350 kHz。经过计算,L 一2.1 H。为保留一 

即触发器GATE端信号的频率为350 kHz。Rz 

为电流检测电阻,其两端的电位差通过反馈电路 

定的感值余量,本电路采用2.2 H的功率电感。 

LED的亮度由流经LED的电流及PWM控 

反馈至触发器,R 阻值大小为18 mQ。在PWM 

信号为高电平时,触发器根据Rz的反馈电压,调 

整GATE端信号占空比,即调整MOS管的通断 

时间,来达到输出目标电流的目的。电感L 为此 

制信号的占空比决定。LED电流通过采样电阻 

R 两端ISP和ISN引脚反馈至控制电路,其大小 

的计算公式为: 

。一 

恒流源的主要器件,特别是对于如此高电流的恒 

流源,电感的感值、散热性能等都十分重要。电感 

值太小,电感储存能量太少,输出电流纹波太大; 

在LED两端并联一个电容,可以有效地降低 

输出纹波,但是电容太小效果不明显,电容太大, 

电感值太大,电感储能太慢,功率系统反应迟缓。 

因此,合适的感值,有利于提高输出电流的质量。 

电感感值大小的计算公式为: 

Rsw× ()uT×(VlN—V()uT) 

L一—— 一 

会使输出产生延迟,降低频率响应。因此本文采 

用120 F的电容,可使输出纹波大幅减少。由于 

CS—LCoS微型投影机对于时序要求严格,本电路 

另外添加Q 以及其右边的快速切断电路,此电 

路可以有效地提高对各颜色I ED亮灭的控制 

精度。 

其中Rsw一5 mQ;V()uT一4.9 V;V1 一12 V; 

图4大功率LED驱动电路 

Fig.4 High—power LED driver 

4 驱动电路的工作原理 

当PWM信号为高电平时,Q 导通,此时由 

于BOOST支路电压为8 V,稳压管D。(稳压值为 

6 V)将Q 的栅极电压钳位在5.3 V,而源极电压 

为7 V,不满足导通条件,Q 截止。同时根据R 

两端电位差的大小,驱动电路可分为以下两种 

状态: 

与此同时,Q 导通,即把Q。栅极电压拉低,Q。栅 

极电压低于源极电压,Q。截止。电路此时状态示 

意图如图5所示。 

状态二:当R。两端电位差大于0.18 V时, 

控制电路GATE端输出低电平,此时Q 、Q。截 

止,由于电感的续流特性,C 与Q 相连端电位被 

抬高(C 两端电压 。 保持不变),其大小为此时 

Q。漏极电位与 之和,PMOS管Q。导通,从而 

状态一:当R。两端电位差小于0.18 V时, 导致续流MOS管Q。导通,且导通电阻相较于常 

控制电路GATE端输出高电平,此时功率MOS 

管Q 导通,电流从电源经过LED、R 、L 、Q 、R 

到地,并将由此产生的R 两端电位差反馈至控 

用续流二极管SS14极小,因此损耗的功率也极 

小,从而提高系统效率。L 、Q。、LED、R 组成回 

路,LED继续保持亮的状态。电路状态如图6 

所示。 

制电路。由于功率电感L 一直处于充电状态,即 

通过它的电流一直在上升,L 存储了大量电能。 

当PWM信号为低电平时,控制电路GATE 

5O6 液 晶 与 显 示 第27卷 

由图7可知,PWM信号为高电平时,LED一 

电位被拉低,此时LED亮,反之,LED灭。而且 

上升沿、下降沿时间在 s级别,远远小于单色显 

示周期2 ms(1/480 S一0.002 s),所以R、G、B三 

基色LED可以非常快速、彻底的切换。 

图5 GATE输出为高电平时,电路的状态. 

Fig.5 Status of driver when GATE is high 

图7 (1)PWM信号和(2)LED 电位波形 

Fig.7 Single wave of(1)PWM and(2)LED 

由图8可知,由于LED+电位保持不变, 

LED一电位的变化反映了LED两端电压的纹波 

大小。LED两端电压峰谷电位差为250 mV左 

右,而LED两端电压为5 V,纹波占LED两端电 

位差的5 ,完全可以满足LED的要求。 

图6 GATE输出为低电平时,电路的状态. 

Fig.6 Status of driver when GATE is low 

端保持低电平。与此同时Q 截止,这时Q 满足 

了导通条件,从而使LED两端短路,该色LED快 

图8 (1)GATE端信号与(2)gED一电位波形 

速熄灭和切换,即可以明显提高微型投影机的显 

Fig.8 Single wave of(1)GATE footprint and(2)LED 

色精度。 

5 输入、输出特点 6 结 论 

在PWM信号保持高电平,即LED保持常亮 

本文设计的大功率、高亮度LED驱动电路输 

状态时,用万用表测得R 两端电压为179.3 

出10 A恒定电流、纹波小、可以快速彻底地开关、 

mV,即流经LED的平均电流 一一179.3/18— 

切换,完全符合CS—LCoS微型投影机中LED光 

10 A。 

源对驱动电源的要求。 

参 考 文 献: 

[1]Zhang B I ,gi K K,Chigrinov V G,et a1.Application of photoalignment technology to liquid—crystal—on—silicon mi 

crodisplays[J].Japanese Journal oJ’Applied Physics,2005,44(6A):3983—3991. 

[2]Himax Display,Inc.Hx73O8BTJFA[EB/OI ].[2010—08—20].http://www.himaxdisplay.com/en/product/ 

HX7308.asp. 

第4期 张宝龙,等:用于CS-LCoS微型投影机的大功率LED驱动电源设计 5O7 

[3]王蓉.LCoS微型投影仪中照明系统的设计[D].杭州:浙江大学,2006. 

r 4]Luminus Devices,Inc,PhlatLigt PT39 Projection Chipset[EB/OI ].[2010—03 o1]。http://www.1uminus.corn. 

[5]Himax Display,Inc HX7809一A[EB/OI ].[2o09—03—2O].http://www.himaxdisplay.com/en/product/Hx78o9 

asp. 

[6]杨肠,赵梦,陆佳颖.高亮度白光LED驱动控制器设计f-j].浙江大学学报(工学版),2010,44(1):1l1-11 7. 

[7]张普雷,史永胜,史耀华,等.大功率背光源LED驱动电路研究现状与进展EJ3.液晶与显示,Z010,25(1):68—74. 

[8]王海峰,杨淑燕,张凤生.用于液晶显示器背光的LED驱动电路设计EJ;.液晶与显示,2008,23(4)442—447. 

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光学精密工程》 

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2024年6月13日发(作者:虞巧)

第27卷第4期 

液晶与显示 

Vo1.27.NO.4 

2O12年8月 

Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays 

Aug.,2012 

文章编号:1007—2780(2012)04—0503—05 

用于CS—LCoS微型投影机的大功率LED驱动电源设计 

张宝龙 ,徐西印 ,李 丹 ,李云峰 , 

姚连芳 ,薛芸芸 ,曹 雯 ,郭海成。 

(1.天津科技大学电子信息与自动化学院,天津300222,E mail:eezbl@tust.edu.an; 

2.天津峰景光电科技有限公司,天津300384; 3.香港科技大学显示技术研究中心,香港九龙) 

摘要:设计出了一款应用于时序彩色法硅覆液晶微型投影机的大功率、高亮度LED驱动电源。由于采用 

的大功率LED芯片内部单元为并联连接,故驱动电流达1o A。为了满足此要求,文章结合直流变直流(DC/ 

DC)电源设计思路,设计出了可用脉宽调制信号调控的恒流源。实验结果显示:该恒流源能够精确地输出 

10 A恒定电流,而且纹波小,开关迅速、彻底,完全符合CS-LCoS微型投影机中LED光源对驱动电源的要求。 

关键词:硅覆液晶;时序彩色;大功率;LED 

中图分类号:TM923.34 文献标识码:A DOI:10.3788/YJYXS20122704.0503 

Design of High・・Power LED Driver for CS--LCoS Mini__Proj ector 

ZHANG Bao—long ,XU Xi—yin ,LI Dan ,LI Yun—feng , 

YAO Lian—fang ,XUE Yun—yun ,CAO Wen ,Hoising Kwok。 

(1.College of Electronic Information and Automation,Tianjin University o/Science and Technology, 

Tianjin 300222,China,E-mail:eezbI@tust.edu.cn; 

2.GianTOPties Technology Limited,Tianjin 300384,China; 

3.Center for Display Research,Hong Kong University of Science and Technology,Hong Kong,China) 

Abstract:A high—power and high—brightness LED driver is developed for Color Sequential 

Liquid—Crystal—on—Silicon mini—proj ector.The LED chips are arranged in parallel due to the 

Etendue requirement of the illumination system.However,the driving current can be around 

10 A,which increases the design complexity of the LED driver.In order to solve this prob— 

lem,a constant current source is developed,which is controlled by Pulse Width Modulation. 

The experimental results show that the driver can supply constant 10 A current with reaso— 

nable ripple wave and fast response character,which agrees well with the requirement of 

LED source. 

Key words:LCoS;color sequential;high power;LED 

了半导体和LCD技术,具有高分辨率、高亮度、低 

— 

口 

成本等优点。LCoS可以分为两大类别:彩色时 

硅覆液晶(Liquid Crystal on Silicon,LCoS) 

序(Color Sequential,CS)LCoS(Color Sequence 

微显示器(Microdisplay)属于新型的反射式微型 

LCoS,CS—LCoS)和彩色滤光膜LCoS(Color Fil— 

LCD(Liquid Crystal Display)投影技术,它结合 

ter LCoS)…。其中CS—LCoS是单色LCoS,它是 

收稿日期:2012-03—05;修订日期:2012—05—1 7 

基金项目:国家科技部创新基金(No.11C26211203966) 

作者简介:张宝龙(1976),男,天津人,博士后,海河学者特聘教授,研究方向:LCoS微显示器。 

5O4 液 晶 与 显 示 第27卷 

利用人眼的视觉暂留特性,通过R、G、B三基色光 

源的交替亮灭,在时间轴上进行混色的,其帧刷新 

频率为480 Hz 。图1为CS—LCoS微型投影机 

的剖面图。 

弋 . 

图2 (a)多芯片并联型和(b)单一芯片型LED封装结构 

Fig.2 Packing of(a)multi—and(b)single—chip LED cells 

图1 基于CS-I 

圜圈圈

CoS的微型投影机剖面图 

 

Fig.1 Cross-section view of CS ̄LCoS mini—projector 

光源是微型投影机除LCoS之外的另一重要 

组成部分,拥有亮度高、光效高、色彩丰富等特点 

的光源是未来微型投影机光源的发展趋势。发光 

二极管(I ight Emitting Diode,LED)因其具有寿 

命长、亮度高、光效高、色彩丰富等优点,越来越受 

到世人的关注,其技术发展也越来越成熟。传统 

的微型投影机通常采用白光LED作为光源,这样 

不能充分发挥LED色彩的优势。如果本文采用 

大功率、高亮度的R、G、B三基色LED作为光源, 

将大幅提升CS—LCoS微型投影机的整体性能。 

根据非成像光学理论,在光学系统中,当后一 

级光学系统的光学扩展量(etendue)大于等于前 

级时,系统光学效率最高 ]。具体表达式如下 

所示: 

r/; a;≥ 0{a 

其中/It 、n。分别为前后级光学元件折射率, 

0 分别为前后级光学元件发(收)光角度,n 

和a。分别为前后级光学元件面积。基于光学元 

件成本和LED出光特性(出光角为 )的考虑,为 

了尽可能地提高微型投影机光学系统的光学效 

率,应使LED出光面积a 尽可能的小,因此本文 

采用单一芯片型I EDl4],如图2(b)所示。 

由于这种LED芯片内部单元为并联连接,故 

需要输出为低电压、大电流的恒流源来驱动,即驱 

动电流需从目前常见的mA级别大幅提升至10 A 

以满足要求。而且CS-LCoS的频率达480 Hz,为 

了R、G、B三基色的精确切换,从而投影出高质量 

的图像,驱动电路必须开关迅速、彻底。因此本文 

按照以上要求,设计出脉宽调制(Pulse width 

Modulation,PWM)调光方式的恒流LED驱动 

电路。 

2 LED时序控制 

为了使CS—LCoS微型投影机能够投射出高 

质量的图像,RGB三基色LED的亮暗控制时序 

必须和CS—I CoS的显示时序保持严格一致 。 

如图3所示:以帧为基本单位,VDE为视频解码 

芯片输入到CS—LCoS数据暂存寄存器的RGB视 

频信号时序,LCoS data为CS—LCoS数据暂存寄 

存器内的数据转移到CS—I CoS显示寄存器的时 

序,R、G、B为控制RGB三基色LED亮灭的控制 

时序。 

例如在一个周期中,首先将存储在CS—I CoS 

数据暂存寄存器中的数据移送到显示寄存器中, 

液晶面板上显示出该帧所对应的信息,于此同时 

把经过解码后的下一帧的视频信号数据,转移并 

存储到CS—I CoS数据暂存寄存器中。并且要求 

LED亮灭控制时序必须和CS—LCoS显示寄存器 

的显示时序保持一致。否则会导致色彩“越界”。 

严重时会导致色彩失真、总体亮度降低。 

VDE 

LC0S data 

R 

G 

B 

图3 CS-I CoS与I ED时序 

Fig.3 Timing structure of CS-I COS and LED 

3 大功率LED驱动电路的设计 

本文采用高效率的DC/DC恒流源设计思 

路[6'8l,设计出基于Buck拓扑结构的高电流恒流 

源。如图4所示,输入电压为12 V,输出电流为 

10 A。控制电路模块参考电压8.5 V作为放大 

器内部驱动,从而增大GATE信号的驱动能力, 

第4期 张宝龙,等:用于CS I CoS微型投影机的大功率LED驱动0 ̄,SRit 505 

提高MOS管的导通程度。晶振频率为350 kHz, 

厂一350 kHz。经过计算,L 一2.1 H。为保留一 

即触发器GATE端信号的频率为350 kHz。Rz 

为电流检测电阻,其两端的电位差通过反馈电路 

定的感值余量,本电路采用2.2 H的功率电感。 

LED的亮度由流经LED的电流及PWM控 

反馈至触发器,R 阻值大小为18 mQ。在PWM 

信号为高电平时,触发器根据Rz的反馈电压,调 

整GATE端信号占空比,即调整MOS管的通断 

时间,来达到输出目标电流的目的。电感L 为此 

制信号的占空比决定。LED电流通过采样电阻 

R 两端ISP和ISN引脚反馈至控制电路,其大小 

的计算公式为: 

。一 

恒流源的主要器件,特别是对于如此高电流的恒 

流源,电感的感值、散热性能等都十分重要。电感 

值太小,电感储存能量太少,输出电流纹波太大; 

在LED两端并联一个电容,可以有效地降低 

输出纹波,但是电容太小效果不明显,电容太大, 

电感值太大,电感储能太慢,功率系统反应迟缓。 

因此,合适的感值,有利于提高输出电流的质量。 

电感感值大小的计算公式为: 

Rsw× ()uT×(VlN—V()uT) 

L一—— 一 

会使输出产生延迟,降低频率响应。因此本文采 

用120 F的电容,可使输出纹波大幅减少。由于 

CS—LCoS微型投影机对于时序要求严格,本电路 

另外添加Q 以及其右边的快速切断电路,此电 

路可以有效地提高对各颜色I ED亮灭的控制 

精度。 

其中Rsw一5 mQ;V()uT一4.9 V;V1 一12 V; 

图4大功率LED驱动电路 

Fig.4 High—power LED driver 

4 驱动电路的工作原理 

当PWM信号为高电平时,Q 导通,此时由 

于BOOST支路电压为8 V,稳压管D。(稳压值为 

6 V)将Q 的栅极电压钳位在5.3 V,而源极电压 

为7 V,不满足导通条件,Q 截止。同时根据R 

两端电位差的大小,驱动电路可分为以下两种 

状态: 

与此同时,Q 导通,即把Q。栅极电压拉低,Q。栅 

极电压低于源极电压,Q。截止。电路此时状态示 

意图如图5所示。 

状态二:当R。两端电位差大于0.18 V时, 

控制电路GATE端输出低电平,此时Q 、Q。截 

止,由于电感的续流特性,C 与Q 相连端电位被 

抬高(C 两端电压 。 保持不变),其大小为此时 

Q。漏极电位与 之和,PMOS管Q。导通,从而 

状态一:当R。两端电位差小于0.18 V时, 导致续流MOS管Q。导通,且导通电阻相较于常 

控制电路GATE端输出高电平,此时功率MOS 

管Q 导通,电流从电源经过LED、R 、L 、Q 、R 

到地,并将由此产生的R 两端电位差反馈至控 

用续流二极管SS14极小,因此损耗的功率也极 

小,从而提高系统效率。L 、Q。、LED、R 组成回 

路,LED继续保持亮的状态。电路状态如图6 

所示。 

制电路。由于功率电感L 一直处于充电状态,即 

通过它的电流一直在上升,L 存储了大量电能。 

当PWM信号为低电平时,控制电路GATE 

5O6 液 晶 与 显 示 第27卷 

由图7可知,PWM信号为高电平时,LED一 

电位被拉低,此时LED亮,反之,LED灭。而且 

上升沿、下降沿时间在 s级别,远远小于单色显 

示周期2 ms(1/480 S一0.002 s),所以R、G、B三 

基色LED可以非常快速、彻底的切换。 

图5 GATE输出为高电平时,电路的状态. 

Fig.5 Status of driver when GATE is high 

图7 (1)PWM信号和(2)LED 电位波形 

Fig.7 Single wave of(1)PWM and(2)LED 

由图8可知,由于LED+电位保持不变, 

LED一电位的变化反映了LED两端电压的纹波 

大小。LED两端电压峰谷电位差为250 mV左 

右,而LED两端电压为5 V,纹波占LED两端电 

位差的5 ,完全可以满足LED的要求。 

图6 GATE输出为低电平时,电路的状态. 

Fig.6 Status of driver when GATE is low 

端保持低电平。与此同时Q 截止,这时Q 满足 

了导通条件,从而使LED两端短路,该色LED快 

图8 (1)GATE端信号与(2)gED一电位波形 

速熄灭和切换,即可以明显提高微型投影机的显 

Fig.8 Single wave of(1)GATE footprint and(2)LED 

色精度。 

5 输入、输出特点 6 结 论 

在PWM信号保持高电平,即LED保持常亮 

本文设计的大功率、高亮度LED驱动电路输 

状态时,用万用表测得R 两端电压为179.3 

出10 A恒定电流、纹波小、可以快速彻底地开关、 

mV,即流经LED的平均电流 一一179.3/18— 

切换,完全符合CS—LCoS微型投影机中LED光 

10 A。 

源对驱动电源的要求。 

参 考 文 献: 

[1]Zhang B I ,gi K K,Chigrinov V G,et a1.Application of photoalignment technology to liquid—crystal—on—silicon mi 

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第4期 张宝龙,等:用于CS-LCoS微型投影机的大功率LED驱动电源设计 5O7 

[3]王蓉.LCoS微型投影仪中照明系统的设计[D].杭州:浙江大学,2006. 

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