1. 案例背景：10 英寸平板 LCD 背光需求#

设计一个高亮度背光系统，不仅要考虑光通量，更要理解光学路径的损耗。

• 损耗链分析：

• 光学组件：光扩散器、偏振片、RGB 滤光片、触摸屏 ITO 层。

• 透过率：典型显示堆叠（Display Stack）的透过率仅为 3% - 5%。这意味着 LED 必须发出 20 倍于用户感知亮度的光。

• 设计目标：在最大亮度下实现 650 尼特。

• 计算模型：利用常数 （考虑屏幕面积、增益等），计算出需 35 颗 LED。为适配主流驱动 IC 的 6 通道架构，优化为 36 颗（6 串 6 并）。

2. 核心技术：构建 LED 效能模型#

LED 数据手册（Datasheet）通常只提供特定电流（如 20mA）下的参数，但要优化功耗，我们需要知道 LED 在全电流范围内的表现。

3. 功耗优化策略：增加 LED 数量换取长续航#

这是一个反直觉但极其有效的硬件设计策略：增加 LED 数量，降低单颗驱动电流。

• 对比方案：

• 方案 A：36 颗 LED @ 25mA。

• 方案 B：48 颗 LED @ 15.6mA（保持总光通量一致）。

• 结果：由于方案 B 中的 LED 工作在更高效率区，系统总功耗可降低约 160mW (6.3%)。这对于电池容量有限的移动设备而言，意味着显著的待机提升。

4. 色移与白点稳定性（White Point Stability）#

降低电流虽然能提升效能，但必须评估其对显示质量的影响，即色坐标偏移（Chromaticity Shift）。

• 视觉验证：将不同电流下的坐标叠加在 MacAdam 椭圆（人类视觉无法察觉颜色差异的范围）上。
• 结论：现代高性能 LED（如 NNSW208CT）在 5mA 至 25mA 范围内，色偏极小，完全位于 MacAdam 椭圆内，视觉上不会产生偏色感。

5. 驱动 IC 的选择：以 LP8555 为例#

在大规模 LED 阵列（如 96 颗）中，驱动 IC 的效率至关重要。

• 自适应升压控制：LP8555 能实时监测各通道电压，动态调整升压高度，最小化电流源两端的压降。
• 内容可调背光（CABC）：结合显示内容的平均亮度自动调节电流，进一步节省功耗。

6. 结论与硬件笔记总结#

1. 不要盲信手册典型值：手动重构效能曲线是功率预算的基础。
2. 冗余设计提升效率：在空间允许的情况下，低电流驱动更多 LED 是提升效能的捷径。
3. 权衡 BOM 成本：增加 LED 会增加物料成本，需与电池续航收益进行对比。