解析手机与PDA应用中新型的LED照明驱动电路
由于每个电流输出的时序与电流大小都可以独立控制调整,因此能使用白光或带有色彩的LED来表现不同发光模式得到装饰或指示用途的输出,部分具备音讯输入的电路还能让彩色LED搭配内部MP3或和弦铃声的不同频带同步动作。
ICON模式您是否曾经尝试在黑暗的环境中观看手机的时间,这时明亮背光与黑暗环境间的强烈对比对眼睛来说相当不舒服,这也是为何会有‘ICON模式’设计,可在待机模式下以微小的电流点亮外部LCD面板来显示时间或特别定义的影像,不过如果这必须透过PWM明暗控制来达成,那么处理器就心须在整个待机模式下产生一个连续的低频PWM讯号,在NCP5602中,这个功能采用硬体方式实现,并能透过如表1中的数位指令启动。
表1:NCP5602的I2C内部暂存器位元安排
由处理器送到驱动晶片资料位元组中的B5代表了ICON模式的状态,当B5为LOW时,表示使用的是正常背光模式,每个LED的电流可以在0mA到最大30mA间调整,当B5为HIGH时,就会启动ICON模式,且只会将450μA的电流送到所连接两颗LED之一,在这个元件中ICON模式的电流值为固定值,但在类似元件NCP5612上,这个电流则可透过单线式通讯协议来控制。
线性稳压器/电流源方案在使用具备约3.3V较低前向电压的丛集式LED时,可选择线性稳压器来提供驱动电流。与切换式转换器比较,线性稳压器具备较低成本及较低的电磁干扰,因为线性稳压器只需在驱动晶片的周边加入几颗电阻,同时无需使用切换式元件,但这类解决方案的缺点是较窄的有效电池电压运作范围,图4显示了使用NUD4301低压降线性稳压器做为两颗LED驱动电路的情况,依标准0.2V压降以及3.3V的LED前向电压考虑,稳压器将在电池电压低于3.5V时离开稳压模式并进入饱和模式,这将造成稳压器输出电流大幅下滑同时LED亮度开始变暗,不过如果最低电池电压是在可接受的范围,那么线性稳压器还是小型LCD面板最具成本效益的背光解决方案。
图4:采用线性稳压器NUD4301做为推动小型LCD面板背光的两颗LED驱动电路
行动照明应用
临时照明手机所提供的LED照明功能普遍被认为是相当精妙的设计,这可以由许多手电筒现在都由数颗低功率LED组成,并透过20mA到60mA较低电流推动的趋势看出,这类照明可做为可携式手电筒,但它微弱的照明强度对支援黑暗环境下的摄影不足够,事实上必须要有一个或更多的高功率LED才能支援1公尺或更远的拍摄照明,阻碍工程师加入高功率LED的主要原因还是成本,目前量产的高功率LED主要仰赖全球5大制造商供应,不过在台湾与韩国制造商的功率LED产能逐渐开出后,预料单价将开始下滑,同时驱动电路的成本也会随量产而下降。
单颗高功率闪光灯驱动电路升压式转换器是支援高功率LED中最高达4.9V前向电压的必备条件,但就算是相同的LED晶片,前向电压在不同条件下也会有所不同,当LED温度上升时,前向电压可能会滑落到低于输入电池电压,因此就需要降压式转换器,技术上来说,升降压转换器是推动单颗高功率LED的最佳方案,不过这类驱动晶片通常成本较高,同时也需搭配会提高成本与体积的外部电感。升降压转换器的优点则在于较高的整体效率,主要原因是完全使用了电池的能量,同时能够提供超过1A甚至更高的超高输出电流,新推出的高电流充电泵驱动电路是升降压转换器的一种低成本替代方案,不过充电泵转换器的输出电流最高大约在700mA,主要还是受到较低效率以及能够由电池所提取的最大电流限制。
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