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如何选择基于手机的高性能白光LED驱动器

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来源: 作者: 2018-10-29 10:16:12

如何选择基于的高性能白光LED驱动器

导读:

目前彩屏背光主要采用白光LED(WLED),WLED 驱动器的功能就是要向WLED 提供恒定电流,减少电池电压变化时所引起LED 亮度的变化以及不同LED 之间的亮度不匹配。

前言 目前彩屏背光主要采用白光LED(WLED),WLED 驱动器的功能就是要向WLED 提供恒定电流,减少电池电压变化时所引起LED 亮度的变化以及不同LED 之间的亮度不匹配。这样的WLED 驱动器随着时间的不同,不同的架构先后在中得到了大规模的应用。从2003~2005 年,在中流行使用的是电感升压型WLED 驱动器;2005~2007 年大规模使用的是分数电荷泵型WLED 驱动器;到2007 年初崭露头角、2008 年逐步流行的低压降恒流型WLED 驱动器,经历了一系列的发展历程。如何选择合适的WLED 驱动器?下面将逐步分析,以便从WLED 驱动器演变的过程中去寻找合适架构的LED 驱动器。 串联电感升压型WLED 驱动器架构 如图1 所示,串联电感升压型WLED 驱动器比较方便的通过一个电阻就设定了一串WLED的工作电流。但是它的最大问题在于:由于使用了电感来进行升压(boost),电感是通过把电能转换成磁能来储存能量的,在工作过程中,不停的进行电磁转换、这样就可能产生电磁辐射和电磁干扰,从而影响中的射频模块工作。例如:的接受灵敏度指标可能在背光模块工作时受到影响而下降,这样在基站信号不强的区域,背光模块的工作可能会导致通话质量的下降,导致用户对品质的抱怨。图1:串联电感升压型LED驱动器典型应用图 分数电荷泵型WLED 驱动器架构 2005 年开始,中逐步流行分数电荷泵WLED 驱动器,其基本架构如图2:图2:分数电荷泵WLED驱动器典型应用图 通常这种分数电荷泵型WLED 驱动器都是多模式的,可以自动根据WLED 的正向导通压降(VF)和电源电压,来自动决定驱动器所需要的工作模式,比如,当WLED 的VF为3.3V时,电池电压在3.8V 以上,通过内部的模式判断电路,驱动器可以停留在1X 工作模式下,当电池电压下降到不足以维持WLED 的设定电流时,通过电荷泵达到升压增强驱动能力的目的。 这种分数电荷泵型WLED 驱动器的好处在于:消除了电感,减少了对射频电路的干扰,用廉价的电容储能来代替电感储能,外围元件的成本也进一步降低。这种芯片的封装一般为QFN3mm3mm 16L 的封装。 分数电荷泵型WLED 驱动器的工作有一个特点:在理想情况下,输出80mA 的驱动电流时,当工作在1X 模式下,电源消耗电流的为80mA(考虑到芯片内部其他电路的消耗,电流一般小于81mA);当工作在1.5X 模式下,电源消耗的电流突变为120mA(考虑到芯片内部其他电路的消耗以及开关损耗,电流一般在123mA 左右),当工作在2X 模式下,电源消耗的电流突变为160mA。因此,从分数电荷泵型WLED 驱动器的效率曲线上,通常会看到一个或者两个突变点。因此,对于分数电荷泵型WLED 驱动器,如何尽可能降低模式切换时所对应的电源电压,延长驱动器在1X 模式下的工作时间,才是提升整体效率的关键。例如:图3 所示的分数电荷泵型WLED 驱动器,在电源电压低于3.75V 时就要退出1X 工作模式,因此,它最终所表现出来的整体效率和一个电源电压低到3.5V 才退出1X 模式的电荷泵型WLED 驱动器整体效率会有很大的差别。图3:分数电荷泵型WLED驱动器效率折线图图4:分数电荷泵型WLED驱动器电源电流和工作模式关系 低压降恒流型WLED 驱动器架构 随之发光LED 的工艺改进,WLED 的正向导通压降在下降。图5 为2006 年一款Nichia公司NSSW100CT WLED 的I-V 曲线,从图中可以看出提供20mA 电流的WLED VF 仅为3.2V左右。目前,基本上中普遍用到的WLED 的正向导通压降一般在3.0~3.2V 之间。图5:Nichia WLED I-V曲线 随着WLED 的VF 持续下降,驱动WLED 是否还需要升压?结合锂离子电池的特性和实际应用的情况来分析这个问题。

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