基于AP3029的便攜式數(shù)碼產(chǎn)品背光驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)
近期,BCD新推出一款WLED驅(qū)動(dòng)芯片-AP3029,此款芯片在WLED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)和應(yīng)用方面有著較大的優(yōu)勢(shì),它在保證性能的前提下,提高了工作頻率,進(jìn)行了更高度的集成,減少了外圍器件的數(shù)量及尺寸,降低了系統(tǒng)的成本。下面將對(duì)AP3029在WLED驅(qū)動(dòng)方面的應(yīng)用方案及關(guān)鍵參數(shù)做一下介紹。
一、AP3029簡介
AP3029是將開關(guān)管與肖特基二極管集成在內(nèi)的PWM(脈沖寬度調(diào)制)模式的升壓型變換器。它僅通過幾顆外部器件-升壓電感,輸入,輸出電容,反饋電阻來完成對(duì)負(fù)載WLED的驅(qū)動(dòng),且AP3029有著較高的頻率(1.2MHZ),這樣,還可以減小外部電感的尺寸,更加節(jié)省了系統(tǒng)的空間。
AP3029有著較其它同類產(chǎn)品更寬的輸入電壓范圍,可從2.5V到16V,大部分同類產(chǎn)品的輸入電壓最高只有6V,這
AP3029正常工作時(shí)采用輸出恒定電流控制模式,它的輸出電流是通過內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓和外部的反饋電阻來控制。AP3029內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓較低,只有200mV,這在一定程度上降低了驅(qū)動(dòng)損耗,提高了工作效率。
AP3029的輸出電壓是由負(fù)載WLED的串聯(lián)個(gè)數(shù)來決定的,如果輸出WLED出現(xiàn)斷路情況,AP3029會(huì)將輸出電壓自動(dòng)位在27V,實(shí)現(xiàn)過電壓保護(hù)。
AP3029 內(nèi)部有軟啟動(dòng)功能,在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí),輸出電壓變得很平滑,且輸入沖擊電流也得到了限制。
通過完善而可靠的保護(hù)功能,可以大幅度的提高系統(tǒng)的安全性和實(shí)用性。
二、AP3029的典型應(yīng)用方案
1. AP3029驅(qū)動(dòng)串聯(lián)WLED應(yīng)用方案:
通常,小尺寸的顯示屏幕上需要2~6顆 WLED做背光,普通WLED一般工作在3.2V/20mA,
圖1即為基于AP3029設(shè)計(jì)的6顆串聯(lián)WLED驅(qū)動(dòng)電路。根據(jù)屏幕尺寸不同可以調(diào)整WLED的數(shù)目。
圖1. AP3029驅(qū)動(dòng)串聯(lián)6顆WLED的典型應(yīng)用圖
AP3029 通過反饋電阻R1對(duì)WLED進(jìn)行恒定電流驅(qū)動(dòng),ILED=VFB/R1。輸出電壓即為六顆WLED的正向電壓,6*3.2+0.2=19.4V。輸出功率為388mW。
該典型應(yīng)用方案的Spec如表1所示:
表1. WLED串聯(lián)輸出的Spec
2. AP3029驅(qū)動(dòng)并聯(lián)WLED應(yīng)用方案:
隨著便攜式數(shù)碼產(chǎn)品顯示屏幕尺寸的增大,顯示模塊所需要WLED的數(shù)量也隨之增加,這樣就對(duì)WLED驅(qū)動(dòng)芯片的性能及驅(qū)動(dòng)能力提出了更高的要求。
AP3029驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)在大尺寸顯示屏的背光驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)中得到了充分的發(fā)揮,由于大部分便攜式數(shù)碼產(chǎn)品都由鋰電池供電,單節(jié)鋰電池的輸出電壓范圍通常為3.2V~4.2V,所以,驅(qū)動(dòng)6顆以上的WLED通常采取并聯(lián)驅(qū)動(dòng)方式,將輸出電壓控制在合理的范圍內(nèi)。保證系統(tǒng)有更好的工作狀態(tài)。圖2即為AP3029并聯(lián)驅(qū)動(dòng)WLED典型應(yīng)用方案。
圖2. AP3029 驅(qū)動(dòng)并聯(lián)10顆WLED的典型應(yīng)用圖
該應(yīng)用方案的Spec,如表2所示。
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表2. WLED 并聯(lián)輸出的Spec
表3即AP3029在85OC下驅(qū)動(dòng)10顆WLED時(shí),輸出電流與反饋電壓VFB的關(guān)系。如果AP3029驅(qū)動(dòng)能力足夠,VFB將會(huì)隨著輸出電流的增大基本保持不變。
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表3. 85OC 時(shí)AP3029驅(qū)動(dòng)10顆WLED的輸出電流與反饋電壓的關(guān)系
在該典型應(yīng)用下,正常輸出電流為40mA,從表3的數(shù)據(jù)可以看出AP3029在85OC下驅(qū)動(dòng)10顆WLED還會(huì)有一定的裕量。所以,AP3029 完全可以滿足驅(qū)動(dòng)10顆WLED的要求。
在并聯(lián)方案中,最值得注意的就是兩排WLED的電流匹配問題。假如直接將兩串WLED并聯(lián),該拓?fù)錄Q定了兩串WLED的正向電壓之和。由圖3可知,WLED的正向壓降VF存在一定的差異,且其工作點(diǎn)附近(IF=20mA)的動(dòng)態(tài)阻抗很小。因此兩串WLED的正向電流會(huì)存在較大的差異。使輸出電流不能匹配。該情況會(huì)導(dǎo)致兩排WLED的亮度有明顯差異,嚴(yán)重的影響了顯示效果。
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圖3,二極管正向電壓正向電流的關(guān)系
為了解決上述問題,可以在輸出端使用PNP對(duì)管來實(shí)現(xiàn)輸出電流的匹配。連接方式見圖3。在這里,要推薦使用集成PNP對(duì)管,且放大系數(shù)β〉〉2,這樣可以保證兩個(gè)PNP管的特征參數(shù)基本一致,減小誤差,達(dá)到更好的均流效果。
表4給出了在不同的輸入電壓下,兩排WLED(每排五個(gè)WLED)在加入均流設(shè)計(jì)前后的電流分配情況。
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表4,輸出電流的均流精度
在表4中可以看出輸出電流經(jīng)過均流設(shè)計(jì)后,電流分配情況有了本質(zhì)的提高。完全滿足WLED背光驅(qū)動(dòng)中的電流匹配要求。
三、總結(jié)
以上所介紹的AP3029兩種驅(qū)動(dòng)方式,已經(jīng)過驗(yàn)證,結(jié)果可行,并滿足客戶的多種要求,被客戶接受和采用。
綜上所述,AP3029 作為便攜式數(shù)碼產(chǎn)品的背光電源有著廣大的市場,能夠完全滿足大部分客戶的不同要求。是一種性能價(jià)格比很高的設(shè)計(jì)方案?!?/P>
評(píng)論