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摘要：本文介紹MAX1759LED白色光無電感升壓電路技術(shù)和新LED白色光技術(shù)應(yīng)用

關(guān)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(shè)備中日漸廣泛的應(yīng)用，人們產(chǎn)生了對于小巧且廉價(jià)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(dāng)前的手持式消費(fèi)類產(chǎn)品而言存在尺寸大、價(jià)格昂貴、復(fù)雜等高等問題。目前，近期LED技術(shù)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(fù)雜度低、高可靠性等。

當(dāng)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(jī)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(wù)，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(jī)型
號還包含了調(diào)頻(FM)收音機(jī)。MP3播放器、甚至分辨率較高的數(shù)碼相機(jī)等。

無論其功能如何，對消費(fèi)者而言，總是期望在手持設(shè)備不增加尺寸的情況下提供持久的電池壽命。即在一個(gè)更狹小的機(jī)匣之中既能具有更多功能同時(shí)又只消耗更少功率．這樣給電源管理設(shè)計(jì)提出了極為苛刻的要求。為了應(yīng)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(chǔ)上進(jìn)一步深化、拓寬白光LED新潮技術(shù)和器件的應(yīng)用，以完成新型手持或手機(jī)的配套的最佳選擇。而本文將就白光LED新潮技術(shù)和器件的應(yīng)用作介紹。

2、白色LED是新技術(shù)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(dāng)白色光LED正向電壓高于電池電壓時(shí)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(gè)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(dǎo)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(guān)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(jié)構(gòu)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(gè)并聯(lián)LED提供偏置時(shí)具有較好的亮度分布。MAXl759電路在關(guān)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(gè)“電源正常”(POK)輸出，告知微處理器背光是否己準(zhǔn)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(dāng)VIN=3．6V時(shí))。由于輸出電壓紋波不影響視覺效果，在本應(yīng)用中被放在次要位置考慮，允許選用一個(gè)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(zhuǎn)換器MAXl582的應(yīng)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(yīng)用中的主流，其效率高于鹵素?zé)�。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(shè)計(jì))，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(jī)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(gè)手機(jī)內(nèi)總共用到了16只LED，它們?nèi)�部都需要恒流�?qū)動。

由于數(shù)年前，第一代彩顯手機(jī)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(zhuǎn)換器驅(qū)動PA所省下的40MA電流白血被費(fèi)了。如今。大多數(shù)設(shè)計(jì)中采用基于電感的升壓轉(zhuǎn)換器來獲得更高的轉(zhuǎn)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(shí)需要許多引線。由于LED電源的市場非常大，為此，許多性能價(jià)格比高的IC被設(shè)計(jì)出來用于此目的，但設(shè)計(jì)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(hù)。

現(xiàn)在一些手機(jī)電源管理器(PMIC)包括一個(gè)白色LED電源，但通常不能驅(qū)動多個(gè)顯示器或相機(jī)的頻閃，而且可能存在效率低或開關(guān)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(shè)計(jì)中常常采用一個(gè)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(zhuǎn)換器MAXl582所產(chǎn)的電源電壓，來照亮手機(jī)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(shè)計(jì)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(yīng)大于11v，輸出電壓Vout2應(yīng)大于7v。這樣解決了白色LED背光是手機(jī)中用電大戶之一的難題。其L為22uH微型外部電感。

3、結(jié)束語

應(yīng)該說隨著手持設(shè)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(shè)計(jì)人員當(dāng)務(wù)之急是應(yīng)開發(fā)符合新發(fā)展要求的白色LED電源的新技術(shù)。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。