便攜式LED驅動器的選擇與三種拓樸設計

高亮度LED則用于手機和數(shù)位相機的閃光光源。這些應用需要最佳化的驅動器解決方案,能夠延長電池使用時間、減小印制電路板(PCB)面積及高度。在這些應用領域,常見的LED驅動器方案涉及線性、電感型或電荷泵型不同拓撲結構,各有其特點。白光LED廣泛用于小型液晶顯示器(LCD)面板、鍵盤背光以及指示器應用。例如,電感型方案總效能最佳;電荷泵方案由于使用低高度陶瓷電容,?用的電路板面積和高度極小;線性方案非常適合色彩指示器以及簡單的背光應用。安森美半導體提供所有這三種類型拓撲結構的LED驅動器方案(參見圖1),滿足用戶不同的應用需求。

　　圖1：低壓可攜式裝置應用的不同LED驅動器拓撲結構示例

　　在電荷泵型方案方面,安森美半導體提供支持不同調光類型的產(chǎn)品,如單模、雙模、三?；蛩哪ｋ姾杀梅桨傅?如CAT3200、NCP5602、NCP5612、NCP5623、CAT3606、CAT3616、CAT3626、CAT3603、CAT3604、CAT3614、NCP5603等。以NCP5623為例,這是一款采用2.0 mm×2.0 mm×0.55 mm LLGA-12無鉛封裝的高效能LED驅動器,帶有I2C接口,內置漸進調光功能,特別設計用于驅動手機等可攜式產(chǎn)品中的RGB LED裝飾光和增強型LCD背光。NCP5623實現(xiàn)94%峰值效能和低于1微安的待機電流,將可攜式裝置電池工作時間延至最長。對典型應用而言,該組件除了具備極小型IC封裝的優(yōu)勢之外,兼具僅需4個被動組件就能工作的特點。該組件還具備短路和過電壓保護功能,在LED失效時保護系統(tǒng)。

　　值得一提的是,安森美半導體還提供多款四模電荷泵型LED驅動器,如CAT3636、CAT3637、CAT3604V、CAT3643、CAT3644、CAT3647、CAT3648和NCP5604A/B等。以CAT3648為例,這是安森美半導體的一款擁有專利的高效能四模(Quad-Mode™)自適應分數(shù)型(fractional) LED驅動器,能以25 mA電流驅動多達4顆LED(見圖1),效能高達92%。此種四模驅動器提供1x、1.33x、1.5x和2x四種模式,與提供1x、1.5x和2x三種模式的大多數(shù)電荷泵型驅動器相比,效能高10%,且無需額外電容,將LED驅動器性能提升到新的水平。這些驅動器適合在低電壓可攜式裝置小尺寸LCD背光、LED閃光應用中驅動白光LED。

　　在電感升壓型方案方面,安森美半導體提供采用PWM調光方式的不同產(chǎn)品,如輸出電流在20 mA到50 mA之間的CAT32、CAT37、CAT4137、CAT4139、CAT4237、CAT4238和NCP5005、NCP5010,以及提供更大輸出電流的CAT4240(250 mA)、NCP5050(600 mA)和NCP1422(800 mA)等。這些電感升壓型驅動器適合在低電壓可攜式裝置背光和閃光應用中驅動白光LED。

　　在線性背光驅動器方案方面,安森美半導體提供2到4個通道的多款單模LED驅動器,如CAT4002A、CAT4002B、CAT4003B、CAT4004A和CAT4004B等。這些背光驅動器提供32級調光控制,提供25 mA的固定或可調節(jié)輸出電流和低于1 μA的極低關閉電流,而且沒有開關電源噪聲問題。這些單模LED驅動器通常作為系統(tǒng)級方式的一部分,用于設計整合低電壓LED和簡單LED驅動器的背光電路。這些驅動器電路簡單,幫助延長電池使用時間、降低成本(如節(jié)省外部電容)及降低噪聲,為入門級可攜式產(chǎn)品及低成本手機市場提供一種簡單的方案。

　　圖2：CAT4002B應用電路圖

　　專門用于相機閃光的LED驅動器方案

　　值得一提的是,在相機閃光應用中,除了可以使用NCP5005和CAT4134這樣的電感升壓型驅動器,還可以使用NCP5680和CAT3224這樣的電荷泵型驅動器,從而支持高百萬像素相機閃光,以及替代氙氣閃光,配合纖薄設計。其中,NCP5680和CAT3224均是以超級電容為基礎的LED驅動器,分別可提供10 A和4 A的大閃光電流。

　　實際上,如今的500萬畫素或更高分辨率的相機為了在弱光下拍得高分辨率的照片,需要高亮度的閃光。當今的白光LED能夠提供這個等級的光能,但需要比相機電池能提供的能量高出近400%。以安森美半導體的NCP5680為例,此組件配合電池管理一顆超級電容來驅動LED閃光至充分亮度,提供達10 A的大峰值電流。NCP5680中的整合驅動器還管理超級電容,處理其它峰值功率功能,如變焦、自動對焦、音訊、視訊、無線傳輸、GPS數(shù)據(jù)讀取及射頻(RF)放大,延長電池使用時間而不放棄纖薄型設計。NCP5680整合了超級電容充電、涌入電流管理和LED電流控制所需的全部電路,節(jié)省設計人員的開發(fā)時間、電路板空間及元器件成本。

　　圖3：業(yè)界首款單芯片4 A超級電容LED驅動器CAT3224應用電路圖