解析手机与PDA应用中新型的LED照明驱动电路

2014-07-10 11:25

　　目前手机与PDA中最常见的电池型式为锂离子或锂高分子可充电电池，采用锂材料的可充电电池标准电压在3.6V到3.7V，工作电压则为4.2V到3.2V，为了确保能够安全运作，这类型的锂材料电池只能够在1C的范围内充电或放电，其中C为电池的规格容量，例如1，000安培小时（mAh）的电池最高放电电流为1A，手机通常使用的电池容量大约在650mAh到1000mAh之间。采用不同阴极材料的新型态锂离子电池已经进行开发以便改善电池的效能，在使用这类电池组时，设计工程师应该要遵守电气规格上的限制并随之调整驱动电路。

　　现在就让我们进一步研究LED在LCD背光、装饰光源与相机闪光灯中的应用。

　　LCD背光

　　在使用最高前向电压为3.4V到4V的LED时，由电池提供的输入电压必须相等或高于所需的驱动电压，因此需要一个具有稳定电流功能的升压式转换器来推动以串联或并联方式连接的LED.

　　充电泵/切换式电容转换器充电泵转换器目前广泛使用在LCD的背光驱动上，与采用电感式的升压式转换解决方案比较，充电泵驱动电路由于具备较低的成本、较薄的厚度以及较低的杂讯特性而成为较佳的选择，新推出的积体电路设计已经逐渐改善充电泵驱动电路的效率，目前最高效率可超过93%，平均则大约在80%.

　　渐进式亮度变化与情境式照明渐进式亮度变化主要应用在可携式设备启动或关机时以创造剧场式的照明效果，在启动时，背光电流会依照预先设定的时间间隔以步阶方式逐步放大到20mA，同样地，在关机时则采用相反的动作逐步降低，透过微处理器的帮助，可利用将具备不同频率的PWM讯号送到LED驱动电路的启动接脚来实现这种效果，以特定时间间隔将LED电流用多重步阶的方式加大或降低，不过这个方法却有耗费即时处理器资源的缺点，因此在如NCP5602与NCP5612等LED驱动晶片产品上就将这个功能内建在晶片中（图1）。

解析手机与PDA应用中新型的LED照明驱动电路

　　图1：典型的2颗LED式充电泵驱动器应用

　　这些驱动晶片需要两个飞驰电容、输出与输入电容以及一个用来控制最高输出电流的电阻（R1），渐进式亮度变化控制指令则由处理器透过I2C连接埠或输出入接脚送到驱动晶片，指令本身应该包含起始与最终电流大小以及亮度变化的时间间隔。

　　当应用在RGB LED上时，这样的功能就能用来产生情境式的照明效果，藉由每个RGB LED各自拥有的32个明暗步阶，像NCP5623这类的LED驱动晶片就可达到32，768种色彩变化，透过这种明暗步阶以及内建的对数演算法，可创造出对眼睛来说相当平顺且线性化的色彩变化，RGBLED驱动电路包含用来调整3颗LED输出电流的独立控制PWM电流源，以产生所需的色彩输出（见图2）。

解析手机与PDA应用中新型的LED照明驱动电路