近年來因能源短缺，節能議題日趨受到重視，目前的照明設備為達到低功率消耗、壽命長、無污染、啟動時間短等需求，已經大量採用高亮度的發光二極體（LED）取代傳統的照明光源。LED驅動器則提供恆定電流控制，使得LED維持穩定的發光亮度與飽和的色彩頻譜，為了符合工業與節能標準的顯示螢幕系統設計，LED驅動器必須具備自動省電特性。

　　降低LED驅動器　功耗損失為當務之急

　　LED于訊息螢幕、交通號誌及部分影像螢幕應用上，只有部分時間和區域會被驅動器點亮（圖1），汽車測速或限速顯示裝置的黑色區域是LED熄滅部分；紅色及白色則為LED被點亮部分。若是在LED熄滅的區域，LED驅動器還維持在正常運作，只是在不點亮LED的狀態下，長時間下來，整面螢幕的功率消耗將會提高，且驅動器壽命減短，無法達到省電的效果。為了達到省電功能，當車輛經過特定路段，LED測速裝置會自動點亮并告知駕駛員車速，經過一段時間，若無車子通過，測速裝置會自動熄滅，LED不會消耗電流，驅動器即自動進入睡眠模式，如具有省電模式的LED驅動器，在進入睡眠模式后，僅消耗0.1毫瓦以下的功率，可使整面螢幕的平均消耗功率大為降低。而降低驅動器的散熱功率也能提升整體的電源效率，方法包括降低電源電流（IDD）、電源電壓（VDD）、LED電壓（VLED）及輸出端耐受電壓（VDS）等。透過下列公式運算可得知驅動器的散熱功率：

　　圖1　汽車測速或限速顯示裝置

　　PSD＝PDN+PDM PSD：系統上全部驅動器的散熱功率 PDN：系統上正在運作的驅動器散熱功率 其中，PDN=（IDD×VDD）+IOUT×Duty×VDSx16）×N，而N為正在運作的驅動器總數量；PDM：系統上沒有運作的驅動器散熱功率，其中，PDM＝IDD×VDD×M，而M為沒有運作的驅動器總數量。

　　此外，可透過下列運算式得知驅動器功率損失： PDRVLOSS＝PALLDRV - PUSEDRV PDRVLOSS：未使用到的驅動器功率損失 PALLDRV：所有驅動器的功率消耗 PUSEDRV：正在點亮的驅動器功率消耗 然而，下列數種方法可達到降低功率損失的效果，但相對須付出成本或影響整面螢幕的顯示品質。其中，產業界已開發出兩種方式：強制性休眠模式（Sleep Mode）及零節能省電模式（0-Power Mode）的LED驅動器，可達到上述省電的需求，且不會有其他負面影響。

　　傳統LED驅動器　省電方式有諸多缺陷

　　傳統LED驅動器省電方式包括低操作電壓和R-EXT接腳浮接，其運作塬理如下：

　　?低操作電壓

　　將整面螢幕上的驅動器操作在允許的最低額定電壓以下，如3伏特，透過關係式P＝I×V可知，當供應電壓降低，功率消耗亦跟著降低，以達到省電目的。但此方法受到應用條件的限制，當VDD與VLED共用時，若使用藍光或綠光LED，就需要比較高的電壓（圖2）。

　　圖2　當VDD與VLED共用時的省電方式

　　?R-EXT接腳浮接

　　R-EXT腳位浮接后（圖3），將關閉驅動器內部的電流調整器，大約會有50%的省電效果，然而，此方式也會增加系統設計成本和復雜度，且某些IC浮接后可能出現異常。

　　圖3　當R-EXT接腳浮接時的省電方式

　　嶄新LED驅動器兼具省電/低成本/穩定/簡化設計優勢

　　現階段的LED驅動器省電方案包含高亮度LED使用、強制性休眠模式及0-Power模式，其運作原理如下：

　　?高亮度LED的使用

　　高亮度LED的效率高于傳統型LED數倍，在相同亮度表現下，驅動器提供較小的恆定電流給高亮度LED，所以驅動器的額定最大輸出電流降低，額定消耗電流也跟著降低。

　　?強制性休眠模式

　　透過外部命令使驅動器進入休眠狀態或回復到正常狀態，驅動器在休眠狀態時，僅維持數位電路運作，大部分類比電路關閉，驅動器約有0.1毫瓦以下的功率消耗，達到99%的省電效率。

　　驅動器進入休眠模式時，驅動器絕大部分的類比電路與少部分的數位電路進入省電模式，消耗電流降低到塬來的1%，為了系統應用上的彈性，驅動器仍保留串列輸入與輸出的傳輸介面。

　　以現今廠商所開發的LED驅動器來看，若驅動器處于休眠狀態，對于其他命令的輸入，驅動器不會有所回應，如強制錯誤偵測命令、過熱旗幟命令、設定暫存器命令、0-Power模式命令及類比輸出暫存器栓鎖命令，所以當有下一組訊號輸入（IC輸入端--CLK、SDI、LE、OE）時，時鐘訊號會將移位暫存器的資料依序在串列輸出端推出。換言之，當控制訊號是分別控制不同驅動器的時候，即可以控制部分的驅動器進入休眠模式，而另一部分的驅動器仍可正常維持運作。而當下達LE+（7×CLK）的命令時，驅動器即能回到正常啟動狀態，并將類比輸出暫存器（Output Latch）清除。驅動器會在LE的負緣觸發后經過數毫秒才穩定，控制器方可送訊號進驅動器來驅動LED。

　　?零節能省電模式

　　當整面螢幕啟動電源后，驅動器可透過設定狀態暫存器進入0-Power模式。若輸出端暫存器在資料栓鎖后皆為低電位時（圖4），代表驅動器不驅動任何的LED負載，將自動進入休眠狀態，且類比電路關閉，與強制性休眠命令同樣有99%的省電效率。數位電路只接受叫醒命令與設定暫存器命令，并保留串列輸入和輸出的介面，對其他命令不會有所回應。若要回到正常模式，只要寫入任一個以上的高電位資料至輸出端暫存器（圖5），資料栓鎖后，驅動器將自動回到正常模式，并會在資料栓鎖觸發后經過數毫秒才穩定，控制器才可送訊號進驅動器來驅動LED。

　　當驅動器中所有資料栓鎖為0，驅動器會自動進入0-power模式，只有類比電路被關閉。

　　圖4　進入0-Power模式

　　當驅動器中的資料栓鎖其中有一筆資料不為0，驅動器就會自動離開0-power模式，并打開類比電路。

　　圖5　離開0-power模式

　　強制性休眠模式與0-Power模式在訊息螢幕、交通號誌螢幕的應用可達到高效率省電效果（表1），易于系統設計且可靠度佳，并不會增加成本，并符合省電的工業標準，可幫助迅速客戶導入節能的規范。