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摘要：本文介紹MAX1759LED白色光無電感升壓電路技術和新LED白色光技術應用

關鍵詞：白色光LED 無電感升壓電路 偏置電流

1、前言

隨著彩色LCD在手持設備中日漸廣泛的應用，人們產(chǎn)生了對于小巧且廉價的白色背光源的需求，并且越來越廣泛。傳統(tǒng)方案采用冷陰極熒光燈(CCFL)和電致發(fā)光(EL)板，但這些電路對于當前的手持式消費類產(chǎn)品而言存在尺寸大、價格昂貴、復雜等高等問題。目前，近期LED技術的發(fā)展已產(chǎn)生了一種能夠發(fā)出白光的LED。白光LED與傳
舶背光源相比具有許多優(yōu)勢，其中包括小尺寸、低成本、復雜度低、高可靠性等。

當今，多功能的新一代蜂窩電話已在國內(nèi)外市場廣泛使用。新一代手機不僅尺寸小巧，而且集成了更多的功能，如PDA功能，收／發(fā)電子郵件，短信服務，以及在大尺寸、色彩豐富的顯示器上瀏覽互聯(lián)網(wǎng)信。有些手機型
號還包含了調(diào)頻(FM)收音機。MP3播放器、甚至分辨率較高的數(shù)碼相機等。

無論其功能如何，對消費者而言，總是期望在手持設備不增加尺寸的情況下提供持久的電池壽命。即在一個更狹小的機匣之中既能具有更多功能同時又只消耗更少功率．這樣給電源管理設計提出了極為苛刻的要求。為了應對桃戰(zhàn)，制造商必須解決以下新課題：

在電源管理器IC(PMIC)的基礎上進一步深化、拓寬白光LED新潮技術和器件的應用，以完成新型手持或手機的配套的最佳選擇。而本文將就白光LED新潮技術和器件的應用作介紹。

2、白色LED是新技術方案

2．1 緊湊的無電感升壓電路MAX1759-調(diào)節(jié)白光的偏置電流

白光LED正向電壓的典型值約為3．5V±10％，只需為器件提供正向偏置即可得到白色光。當白色光LED正向電壓高于電池電壓時需要升壓電路，傳統(tǒng)的解決方案是利用升壓電路、通過鎮(zhèn)流電阻為LED提供偏置，這種方案存在兩個缺陷：首先，白光LED較寬的正向電壓變化范圍會造成較大的偏置電流變化、導致亮度偏差；其次，傳統(tǒng)的升壓方案在輸入與輸出之間有一條直流通路(即使在關斷狀態(tài))，使不工作的LED不必要地消耗電池電流。

為克服上述弊端，而采用新型無電感升壓電路MAXl759(即穩(wěn)壓型升／降壓電荷泵)，是一種結構緊湊的解決方案，見圖1所示電路。穩(wěn)壓型升／降壓電荷泵采用小尺寸(uMAX)封裝，可提供100mA輸出電流。按照圖1中配置，可直接為白光LED提供穩(wěn)定的偏置電流，為多個并聯(lián)LED提供偏置時具有較好的亮度分布。MAXl759電路在關斷狀態(tài)下輸入與輸出之間沒有直流通路，用戶能夠利用輸入控制背光的通、斷。該電路還帶有一個“電源正�！�(POK)輸出，告知微處理器背光是否己準備好。

而圖1所示的輸入C1R1C2“∏”型濾波器可將反射到輸入端的電壓紋波限制到僅40mVp-p(當VIN=3．6V時)。由于輸出電壓紋波不影響視覺效果，在本應用中被放在次要位置考慮，允許選用一個小的輸出容C3(0．22uF)。即使這樣，輸出紋波也只有400mVp-p。

2．2 直接選用高集成度的分離方案的選用-高效率升壓轉換器MAXl582的應用

由于白色LED因其電路簡單和非常高的可靠性現(xiàn)已成為背光應用中的主流，其效率高于鹵素燈。如新一代蜂窩電話一般使用3或4只白色LED在主顯示屏中，2只白色LED在副顯示屏中(折疊式設計)，還有6只或更多白色或彩色LED在鍵盤的背面。如果集成有相機的話，還至少需要4只白色LED用于閃光燈／頻閃和MPEG影像照明。這樣，在一個手機內(nèi)總共用到了16只LED，它們?nèi)�部都需要恒流驅動�?/P>

由于數(shù)年前，第一代彩顯手機采用的是效率較低的1．5倍壓電荷泵和鎮(zhèn)流電阻，通這樣利用BUCK轉換器驅動PA所省下的40MA電流白血被費了。如今。大多數(shù)設計中采用基于電感的升壓轉換器來獲得更高的轉換效率。而新推出的1倍／1．5倍壓電荷泵可以獲得同樣高的效率，而且省去了外部電感，只是與白色LED連接時需要許多引線。由于LED電源的市場非常大，為此，許多性能價格比高的IC被設計出來用于此目的，但設計中需要考慮的因素包括：高效率與小尺寸外部元件；低輸入紋波(防止噪聲耦合到其它電路)；簡單的調(diào)光接口以及其他一些有利于降低成本或增加可靠性的特性，例如輸出過壓保護。

現(xiàn)在一些手機電源管理器(PMIC)包括一個白色LED電源，但通常不能驅動多個顯示器或相機的頻閃，而且可能存在效率低或開關速度過慢的問題。為此，必須要采用這大尺寸的電感和電容，這樣的后果是會帶來很大輸入紋波。那如何解決?

據(jù)此，在設計中常常采用一個分離的IC與PMIC配合工作或直接選用高集成度的分離方案。值此介紹的是高集成度的分離方案，見圖2所示：即用高效率的升壓轉換器MAXl582所產(chǎn)的電源電壓，來照亮手機主顯示器(6只色LED)、輔助顯示器(2只色LED)和鍵盤(3只色LED)的(白色LED設計新方案圖。其輸入電壓為2．6v-5．5v，由于白色LED正向電壓的典型值約為3．5V±10％則輸出電壓Voutl應大于11v，輸出電壓Vout2應大于7v。這樣解決了白色LED背光是手機中用電大戶之一的難題。其L為22uH微型外部電感。

3、結束語

應該說隨著手持設備特別是蜂窩電話型號與功能的增多,其對PMIC的要求也越來越高，面臨這新桃戰(zhàn)、新課題，制造商與設計人員當務之急是應開發(fā)符合新發(fā)展要求的白色LED電源的新技術。從以上分析可以出，無論何種形式其共同的特征是體積小、低成本、高效率。