背光應(yīng)用LED電源管理方法

大多數(shù)便攜式電子設(shè)各的小尺寸彩色LCD顯示器都采用白光LED作為背光源。這些LED驅(qū)動電路由輸出電壓隨時間變化的電池供電。因此，最佳的LED驅(qū)動電路設(shè)計包括電池類型、LCD特性、系統(tǒng)功耗要求和效率、LED驅(qū)動器IC及其外部器件、PCB布局和器件布局、LED驅(qū)動器可能產(chǎn)生的噪聲，以及移動電話應(yīng)用中的RE抑制電路等內(nèi)容。
　目前使用最廣泛的電池是鋰離子電池。這種電池的滿電量電壓為4.2V，但當(dāng)電池放電時，電壓下降到3.2V，因此驅(qū)動器電路必須工作在這一輸入電壓范圍內(nèi)。LED輸人功率的變化會影響LED的亮度和效率。LED的光輸出與其電流成正比，因此為保持亮度不變，就需要專用驅(qū)動電路來控制LED陣列的每個LED，以使其保持恒定電流。當(dāng)設(shè)各工作在低溫條件下或者電池電壓很低時，也必須如此。

　　1．LED驅(qū)動IC

　　如何實現(xiàn)LCD平板顯示屏背光源驅(qū)動電路的高性能，是當(dāng)前便攜電子設(shè)備設(shè)計面臨的重要挑戰(zhàn)。在大多數(shù)背光設(shè)計中，白光LED沿LCD一側(cè)均勻間隔排列。LED的數(shù)量與LCD尺寸成正比。有些LCD已經(jīng)集成了以串聯(lián)或并聯(lián)方式連接的LED。一般情況下，較大尺寸的LCD要求采用串聯(lián)LED拓撲結(jié)構(gòu)、某些情況下甚至要求多個LED串并聯(lián)。串聯(lián)配置有益于確保一行中的所有LED都保持相同電流，而使這些LED在整個面板上具有相同的亮度。串聯(lián)拓撲結(jié)構(gòu)的好處是驅(qū)動器與LCD的連線最少，這通常可以通過采用小尺寸、低成本的撓性PCB來實現(xiàn)。

　　用于背光的小尺寸白光LED一般在通過20mA電流時的正向電壓為3.4V。這些LED所要求的電壓可能比電池能提供的電壓高，因此必須對驅(qū)動器的輸入電壓進行升壓。在LCD設(shè)計中提高LED的電壓有兩種方法：采用電荷泵拓撲結(jié)構(gòu)或電感升壓變換器。串聯(lián)拓撲通常采用電感升壓驅(qū)動器，而并聯(lián)LED 拓撲則上般采用分?jǐn)?shù)電荷泵。LCD配置和總體系統(tǒng)需求通常確定了是采用電荷泵還是電感升壓變換器。電荷泵往往更加容易實現(xiàn)，并且可以確保噪聲更低，而電感升壓變換器則具有更高的效率。采用電感升壓變換器驅(qū)動8個串聯(lián)的白光LED電路如圖1所示。

　　圖1 采用電感升壓轉(zhuǎn)換器驅(qū)動8個串聯(lián)的白光LED電路