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1、LCD背丸应用中的LED电涵皤理策略发布商:Cmlyst半导体时间:20()6^11^01浏览2554次【字体：大中小】图1：分数电荷泵IC可为白光LED提供3个并行输出。LED配置和驱动器IC用于背光的小尺寸白光LL・：D一般在通过20m/电流时的正向电压为3.4匕这些LED所要求的电压可能比电池能提供的电压高,因此必须对其驱动电压进行升压。在ICD设计中提高LIOD电压有两种方法：采用电容性电荷泵拓扑结构或电感性升压转换器。串联拓扑通常采用电感性升压LEI)驱动器,而并联LCD拓扑则一般带有分数电荷泵ICOL
2、CD配置和总体系统需求通常确定了是采用电荷泵还是电感性升压转换黠。电荷泵往往更加容易实现,并且可以确保噪声更低,而电感性升压转换器则具有更高的效率。图1是用于为两英寸的手机LCD提供背光的典型电路,该电路采用了分数电荷泵。由于所要求的外部器件数很少,PCB占板面积也很小,因此电荷泵非常有优势。1X/1.5X分数电荷泵支持两种操作模式,并能根据电池输入电压和LED正向电压自动进行模式选择。一般情况下,当电池电压超过3.6V时,驱动电路工作在“IX模式”，电源通过导通晶体管直接连接到输出。这种线性模式的效率最高且噪声最
3、低。当电池电压低于3.6V时,驱动电路从IX模式转换到1.5X模式,同时将输出电压升压到电池输入电压的1.5倍。它采用具有两个快速电容(图1中的C1和C2)的开关配置,这两个电容将能量传输给负载。在模式切换期间,输入电流增加到1.5倍,从而加快电池放电的速度。例如,对于三个通过2()m八电流的LED来说,IX模式下的电源电流约为6()niA,1.5X模式下的电源电流则上升到9Om八左右。20mA图2:升压转换器IC可为8个串联的白光LED提供单个输出。电荷泵的效率电荷泵效率等于输出与输入功率之比:效率二Pled/P
4、in=PuM何林其中,匕血为LUD功率,P、为输入功率。因此,对于给定的LED电流和V叫输入电流增加将降低电路效率。在正常状态下,大部分白光LED的正向电压(V)为3V〜3・6儿V，更低的LED允许驱动器祀IX模式下工丁佔、、曰毎山厶宓站h占出rr、:曰妙N紹么乂仏Inductorcurrent(100mA/div)Inductorcurrent320mA(100mA/div)peakSW(20V/div)V
5、N叫川8LEDsat25mAISW(20V/div)IA//L41/Sauration:ViN=；MV8
6、LEEisat30riATTTT117T"TTTTTTTILLI"/Jc#3、辽加(a)500ns/div(b)500ns/div3.Switchingwaveformsforinductorcurrentareshownfornormal(a)andsaturated(b)operation.图3:正常工作状态®和电感磁芯饱和状态(b)下电感器电流的开关波形图。电感性升压转换拓扑对于尺寸较大的LCD或者电池供电的设备而言,奴率至关重要,最好的解决方案是与LED串联一个电感性升压转换器1C。图2为一个用于4英寸LC
7、D应用电路的实例,这个LCD有8个串联LED,并共用一个锂离子电池。在电感性升压转换器中,电感通过将能量从输入传输到输出来提高输入电压。该驱动器内部的功率他T开关位于SW引脚和地之间,当该开关导通时,电感电流斜坡上升;当该开关断开时,电感器电流通过肖特基二极管放电至输出电容。输出电容器C2保持直流输出电压具有较小的纹波电流。LUD电流主要为直流,可将LED放置往远离驱动器的位置,以避免受到EMI干扰。为获得最佳性能,应将电感、肖特基二极管以及输入和输出电容等所有其它器件靠近驱动器IC放置。大电流流过电感时会产生磁场
8、,从而形成EMI干扰源。在整流反馈(FB引脚)和地之间放置电阻R1时,LED电流被设置为IsfFUMRI。为防止驱动器内部的耦合噪声被放大,可将R1直接连接到驱动器的地引脚。在2002.53.03.54.04.55.0Inputvoltage(V)4.Asindicatedbythegraph,ahigherinputvoltageisneededtoincreasepoweroutputwhenusinginductiveboostconve「ters.---—_图4:当采用电感性升压转换器时,需要更高的输入电压
9、来增加输出功率。电流的上升速度@i/dt）由比率V/L设置，其中V是电感器L上的电压。电流波形的斜率越大,流过内部开关的具有毛刺的蜂值电流就越高,并且可能损坏驱动器或系统中的其它器件。电感器额定电流（也称饱和电流）即为推荐的最大蜂值电流。为了选择尺寸最小的电感，峰值电流应在电感器的额定电流范围内。对于给定的负载,最低的输入电压决定了最大的输入电流或最坏的工作
