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最近幾年PDA、行動電話、數位相機等可攜式電子產品的液晶顯示器大多改用彩色面板，液晶顯示器本身屬於非主動性發光元件，必需利用背光照明模組照明才能夠讀取面板的影像（圖1）。

96年中村教授發表藍光LED之後，RGB三原色終於全部備妥，LED具備優秀的光學、電氣特性，加上LED價格持續不斷下跌，造成白光LED成為可攜式電子產品的主要照明光源。

然而實際上白光LED的點燈，要求高順向電壓與極大的驅動電流，因此高效率驅動背光照明模組，成為LED驅動IC重要技術指標，接著要探討白光LED驅動IC的PWM技術，同時介紹白光LED應用電路。
　

LED的驅動方法
LED必需依照使用目調節LED的亮度，LED的亮度調節有兩種方法，分別是：

‧ 利用電流值的調節方法
‧ 利用脈衝幅變調（Pulse Wide Modulation）技術的調節方法

電流值的調節方法主要是改變電流值調節LED的亮度，此處假設時的光度為1倍，圖2的白光（NSCW215）LED的光度與電流變化，時的光度變成1.7倍，時的光度變成3倍，雖然圖2的相對照度與電流值並不是比例關係，不過紅光（NSPR346BS）LED卻呈比例關係，主要原因是紅、綠、藍LED的晶片物性彼此相異所致。
　

 

　

表1是白光（NSCW215）LED的光度等級（rank）對照表，由表可知S等級時的光度大約是，與時分別是：
　

　

 

LED驅動IC的特性
白光LED的順向電壓隨著種類不同極易發生分佈不均現象，進而導致白光LED的輝度出現分佈不均，如何使LED亮度獲得均勻性，成為LED驅動IC技術指標之一。

此外白光LED通常是應用在以電池為主要電源的可攜式電子製品，因此提供低消費電力是白光LED驅動IC第二要務。

其次是配合使用環境自動調整LED輝度的功能，例如白光LED應用製品在烈日環境下，能夠自動檢測周圍環境的亮度，調節LED最適宜的輝度。

自動調整LED輝度得功能除了可以提高液晶面板的視認性之外，對電池的使用時間具有正面的助益。

圖6是白光LED驅動IC的核心技術一覽，如圖所示白光LED驅動IC分別由數位技術與類比技術構成，數位技術主要應用在PWM輸出控制與照度感測器控制；類比技術則是升壓電路與LED電流控制電路不可或缺的技術。
　

　

以往白光LED大多採用並聯連接驅動，然而並聯連接極易發生LED輝度不均現象。如上所述LED的輝度與驅動電流呈比例關係，理論上如果改用可以驅動串聯LED的驅動IC，由於LED內部的電流維持一定，因此可以解決LED輝度不均問題。圖7是以IC以升壓型切換調整器（switching regulator）技術為平台，採用LED電流控制技術，依此製成成電流驅動型白光LED驅動IC，它能夠同時驅動4個串聯LED，同時提供各LED一定電流，藉此確保LED亮度的均勻性，它的順向電壓分佈不均幾乎無任何依存性是本驅動IC主要特徵。
　

　

圖8是白光LED驅動IC（NJU6050） 的轉換效率特性，如圖所示NJU6050白光LED驅動IC輸入4.2V，輸出20mA時的轉換效率高達85％，這意味著電池的使用時間能夠大幅延長，該IC非常適合應用在電池電源的白光LED應用製品。
　

　

圖9是內建自動調光功能的白光LED驅動IC（NJU6051、NJU6052、NJU6053）內部方塊圖，如圖所示自動調光功能是由照度感測器控制電路、PWM控制電路、切換電流控制電路、基準電壓與溫度補償電路構成，它除了可以提高彩色液晶顯示器的視認性之外，透過自動調光功能還能夠大幅延長電池的使用時間。
　

　

上述內建自動調光功能的白光LED驅動IC（NJU6053），主要應用在附設數位攝影機行動電話等領域（圖10）。

上述白光LED驅動IC整合升壓切換（switching）電路的類比技術，以及PWM型LED電流控制電路的數位技術，換言之一個NJU6053白光LED驅動IC可以同時控制液晶面板主畫面與次畫面的背光模組，以及數位攝影機的閃光燈等三大LED光源的動作，三系統動作電源合計低於40mA。

LED應用電路
a. LED汽車尾燈
最近幾年汽車的尾燈陸續改用LED的設計不斷增加，LED的使用壽命比傳統燈泡長，實際應用時幾乎不需要更換燈源，此外LED的消費電力比燈泡低，因此同樣可以延長汽車電池的使用壽命。

不過設計車用LED尾燈時必需遵照道路交通法規，充分考慮有關變更尾燈光源時的光度、指向性等要求事項，例如：

（a）. 視認距離 ： 白天距離100公尺可以確認LED點燈。
（b）. 倒車燈與煞車燈的光度差 ： 煞車燈的光度是小燈的5倍以上。
（c）. 燈源的發光色 ： 煞車燈的發光色必需是紅光。

基於取得性等考量LED採用編號TOL-50aURsCEa，外徑ψ5mm砲彈型紅光LED，該LED的輝度高達，指向特性時順向電壓為。

車用LED尾燈考慮電池電源實際電壓變動範圍，因此捨棄元件數量眾多結構複雜的電晶體型定電流電路與驅動IC。定電流二極體（CRD）的兩端施加以上電壓，會依照額定電流開始流動。

由於LED的，最大絕對額定，因此使用2個並聯連接定電流二極體E103。

如上所述雖然汽車電池的電壓為，不過考慮電池實際電壓變動範圍，此處假設電池的電壓為，扣除定電流二極體的動作電壓實際上只剩，紅光LED的，個LED，亦即每一Line可以串聯連接4個紅光LED。至於倒車燈使用白光LED，個≒2個，亦即每一Line可以串聯連接2個白光LED。

有關點燈電路的設計採用倒車燈與煞車燈共同電路方式，控制電流改變LED輝度的切換模式，換言之煞車時所有LED都會點燈，因此可以獲得最大亮度。
圖11是車用LED尾燈電路圖。根據道路交通法規規定「煞車與倒車時的光度差必需超過5倍以上」，因此煞車時32個紅光LED全部點燈，倒車時流入10mA使16個紅光LED點燈，紅光LED合計8線（line）使用16個定電流二極體，白光LED合計2線（line）使用4個定電流二極體，兩者總共用20個定電流二極體（CRD）。

此外為確保5倍以上光度差，倒車時LED的點燈變成一半，流入LED的電流也變成一半只剩下1/4，此時LED的輝度降至1/2無法進行輝度評鑑，因此白天100公尺的輝度視認性，只能夠透過主觀性目視確認動作正常。

圖中設有4個整流用二極體，主要功能是防止煞車與倒車時，定電流二極體漏電電流滲入各線造成LED誤點燈。圖12 車用LED尾燈實際Layout外觀。
　

　

　

b. 高功率LED手電筒
圖13是高功率LED手電筒電路圖。高功率LED使用Lumileds公司開發的Luxeon
LED，該LED的，屬於等級高功率LED。發光方式採用藍光LED組合YAG螢光體構成白色發光，因此白色發光略帶藍光色調， 等級高功率LED的驅動電路，必需使用散熱鰭片散熱。
　

　

➀. 電晶體
使用取得容易編號為2SD1628，SC-62（4.5×4.25mm）封裝型式低飽和電壓電晶體，使用編號為2SC4207，SSOP5-P-0.95）封裝型式電晶體。
➁. 電容器
使用晶片型4030Size，容量為輸出平整用與輸出穩定用電容器。
➂. 電阻器
使用1615Size電阻器，電流檢測用電阻器為，使用1615Size 3個並聯連接方式，接著再對的（0.6V）連接，並以控制。
➃. 線圈
表面封裝型長的線圈必需追加，主要原因是本電路採用間歇（blocking）振盪設計，因此線圈的纏繞非常特殊，必需在上述已經纏繞30圈線圈外側追加纏繞。 使用直徑鍍有琺瑯（enamel）漆包銅線，如圖14所示以它是以 漆包銅線纏繞20圈（）。LED電流為，振盪周期為，電路合計消費電流為，電力轉換效率大約。
　

　

➄. 二極體
使用編號為11EQS06切換用Schottky barrier二極體，本二極體具備低順向壓降與短逆復原時間等特徵。
➅. 電路基板
使用厚1.6mm雙面銅箔玻璃環氧樹脂基板，圖15是元件配置圖；圖16是LED
手電筒模組實際外觀；
　

　

　

c. UV-LED照明燈
藍光LED被認為是20世紀最偉大的發明，由於藍光LED的問世使得短波長發光的紫外光LED（UV-LED）順利被開發。紫外光LED主要應用在殺菌、除臭、紫外光硬化樹脂光源、白光LED的激發光、辨識認證等領域。

此處要介紹利用5V電源點燈的5燈式UV-LED照明燈的製作。首先依照下式試算電流限制電阻器 ：

----------------------------------------------------（1）

表2是編號OSSV511A UV-LED的主要規格，UV-LED的為，根據式（1） 電源，時，電阻器的阻抗值為，因此最後選擇阻抗值為編號11EQS06的電阻器。

此處考慮高輝度、小型、攜帶方便性，電源使用2個4號乾電池（1.5V）。UV-LED的為，3V電源無法使UV-LED點燈，必需利用內建間歇振盪器升壓型DC-DC變頻器（converter），驅動5個串聯連接的UV-LED（17V）。圖17是UV-LED照明燈電路圖；圖18是UV-LED照明燈外觀。
　

 

 

結語
以上介紹背光照明模組用LED驅動IC的要求特性，與白光LED驅動IC的PWM技
術，同時介紹白光LED應用電路。

最近幾年可攜式電子產品的大多使用液晶面板，由於液晶顯示器本身不會發光，必需利用背光照明模組照明才能夠讀取面板的影像，要如何高效率驅動背光照明模組，成為LED驅動IC重要技術指標，一般認為削減背光照明模組的消費電力，可以有效延長電池的使用時間，因此LED驅動IC與驅動技術勢必成為未來持續改善的重要課題。