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基于AP3029的便攜式數碼產品背光驅動電源的設計

作者: 時間:2007-08-24 來源:網絡 收藏
隨著的飛速發(fā)展和迅速普及,的內部器件也面臨了更高的要求,由于大多數例如手機,數碼相機,MP3,PMP以及數碼相框都會需要顯示模塊,其中的WLED也就越來越受到關注。它的性能會直接影響到顯示效果,顯示模塊的壽命及電池的待機時間。

  近期,BCD新推出一款WLED芯片-,此款芯片在WLED和應用方面有著較大的優(yōu)勢,它在保證性能的前提下,提高了工作頻率,進行了更高度的集成,減少了外圍器件的數量及尺寸,降低了系統(tǒng)的成本。下面將對在WLED驅動方面的應用方案及關鍵參數做一下介紹。

一、簡介

  AP3029是將開關管與肖特基二極管集成在內的PWM(脈沖寬度調制)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,反饋電阻來完成對負載WLED的驅動,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有著較其它同類產品更寬的輸入電壓范圍,可從2.5V到16V,大部分同類產品的輸入電壓最高只有6V,這

樣可以使系統(tǒng)的使用范圍更廣泛。

  AP3029正常工作時采用輸出恒定電流控制模式,它的輸出電流是通過內部的基準電壓和外部的反饋電阻來控制。AP3029內部的基準電壓較低,只有200mV,這在一定程度上降低了驅動損耗,提高了工作效率。

  AP3029的輸出電壓是由負載WLED的串聯個數來決定的,如果輸出WLED出現斷路情況,AP3029會將輸出電壓自動位在27V,實現過電壓保護。

  AP3029 內部有軟啟動功能,在系統(tǒng)啟動時,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功能,可以大幅度的提高系統(tǒng)的安全性和實用性。

二、AP3029的典型應用方案

1. AP3029驅動串聯WLED應用方案:

  通常,小尺寸的顯示屏幕上需要2~6顆 WLED做,普通WLED一般工作在3.2V/20mA,

  圖1即為AP3029的6顆串聯WLED驅動電路。根據屏幕尺寸不同可以調整WLED的數目。

AP3029驅動串聯6顆WLED的典型應用圖

圖1. AP3029驅動串聯6顆WLED的典型應用圖

  AP3029 通過反饋電阻R1對WLED進行恒定電流驅動,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。

  該典型應用方案的Spec如表1所示:

WLED串聯輸出的Spec

表1. WLED串聯輸出的Spec

2. AP3029驅動并聯WLED應用方案:

  隨著數碼產品顯示屏幕尺寸的增大,顯示模塊所需要WLED的數量也隨之增加,這樣就對WLED驅動芯片的性能及驅動能力提出了更高的要求。

  AP3029驅動能力強的特點在大尺寸顯示屏的驅動設計中得到了充分的發(fā)揮,由于大部分數碼產品都由鋰電池供電,單節(jié)鋰電池的輸出電壓范圍通常為3.2V~4.2V,所以,驅動6顆以上的WLED通常采取并聯驅動方式,將輸出電壓控制在合理的范圍內。保證系統(tǒng)有更好的工作狀態(tài)。圖2即為AP3029并聯驅動WLED典型應用方案。

AP3029 驅動并聯10顆WLED的典型應用圖

圖2. AP3029 驅動并聯10顆WLED的典型應用圖

  該應用方案的Spec,如表2所示。

WLED 并聯輸出的Spec

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表2. WLED 并聯輸出的Spec

  表3即AP3029在85OC下驅動10顆WLED時,輸出電流與反饋電壓VFB的關系。如果AP3029驅動能力足夠,VFB將會隨著輸出電流的增大基本保持不變。

85OC 時AP3029驅動10顆WLED的輸出電流與反饋電壓的關系

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表3. 85OC 時AP3029驅動10顆WLED的輸出電流與反饋電壓的關系

  在該典型應用下,正常輸出電流為40mA,從表3的數據可以看出AP3029在85OC下驅動10顆WLED還會有一定的裕量。所以,AP3029 完全可以滿足驅動10顆WLED的要求。

  在并聯方案中,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,該拓撲決定了兩串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,且其工作點附近(IF=20mA)的動態(tài)阻抗很小。因此兩串WLED的正向電流會存在較大的差異。使輸出電流不能匹配。該情況會導致兩排WLED的亮度有明顯差異,嚴重的影響了顯示效果。

二極管正向電壓正向電流的關系

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圖3,二極管正向電壓正向電流的關系

  為了解決上述問題,可以在輸出端使用PNP對管來實現輸出電流的匹配。連接方式見圖3。在這里,要推薦使用集成PNP對管,且放大系數β〉〉2,這樣可以保證兩個PNP管的特征參數基本一致,減小誤差,達到更好的均流效果。

表4給出了在不同的輸入電壓下,兩排WLED(每排五個WLED)在加入均流設計前后的電流分配情況。

輸出電流的均流精度

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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過均流設計后,電流分配情況有了本質的提高。完全滿足WLED背光驅動中的電流匹配要求。

三、總結

  以上所介紹的AP3029兩種驅動方式,已經過驗證,結果可行,并滿足客戶的多種要求,被客戶接受和采用。

  綜上所述,AP3029 作為便攜式數碼產品的背光有著廣大的市場,能夠完全滿足大部分客戶的不同要求。是一種性能價格比很高的設計方案?!?/P>



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