| 便攜式產(chǎn)品占據(jù)著很多的設(shè)備細(xì)分市場,而這些產(chǎn)品的電源供電問題也引起了普遍關(guān)注。由于便攜式設(shè)備通常小而輕,因此在這方面對電源部分也往往更加苛求。尤其重要的是,在保證便攜產(chǎn)品愈加豐富的特性和功能的前提下,電池產(chǎn)品需要能夠提供越來越高的能量密度和越來越長的運行時間。 便攜式設(shè)備中白光LED的發(fā)展背景 手持裝置中彩色顯示器的發(fā)展趨勢已經(jīng)引發(fā)了用于LCD背光照明的白光LED的需求。白光LED為背光照明彩色LCD提供了理想的外觀。另外,它們還具有更加耐用、高效,易于驅(qū)動,既小又薄的特點,其噪聲也遠比早期用于背光照明的冷陰極熒光管小得多。 使用驅(qū)動器IC驅(qū)動白光的原因 最簡單的LED驅(qū)動配置是一個電壓源和一個限流電阻。但是,驅(qū)動器IC卻能提供更好的總體性能。它使用一個恒流源控制白光LED,該恒流源在調(diào)節(jié)LED上的電流時無需考慮電源電壓變化或LED正向壓降的變化。另外,由于電池電壓可能會降到導(dǎo)通LED所需值以下,因此該驅(qū)動器還允許您增加施加在LED上的電壓。 白光LED驅(qū)動器的要求 許多便攜式系統(tǒng)使用一個鋰離子(Li-ion)電池或多個鎳氫(NiMH)電池來驅(qū)動用于液晶顯示器背光照明的白光LED。驅(qū)動器必須為白光LED提供合適的正向電壓,該電壓的典型值為3.3-4.0V。 驅(qū)動白光LED所需的輸出配置 LED驅(qū)動器可以為并聯(lián)或串聯(lián)(b)器件提供電流(圖1)。驅(qū)動串聯(lián)轉(zhuǎn)換器時,LED驅(qū)動器必須提供多個串聯(lián)LED所需的足夠電壓。所以,用于串聯(lián)式LED的驅(qū)動器通常會增加所用電池的電壓。并聯(lián)式LED驅(qū)動器僅向單個LED提供所需電壓,因此,這些驅(qū)動器必須提供匹配良好的電流源,以確保實際流過所有LED的電流完全相等,從而在全部LCD上產(chǎn)生一致的光輸出。由于電池電壓往往會降到LED的正向電壓之下,您還必須增加并聯(lián)式LED的電壓。鋰電池電池的電壓可能會降到3V至3.2V,LED上的正向壓降可能會高達4V。  LED使用何種電源管理拓?fù)?/STRONG> 絕大多數(shù)集成電路驅(qū)動器都會使用一個充電泵(開關(guān)電容器)或開關(guān)式升壓轉(zhuǎn)換器。工作在帶有脈寬調(diào)制(PWM)控制的電流模式下的升壓轉(zhuǎn)換器能夠在幾乎所有LED負(fù)載條件下調(diào)節(jié)反饋電壓。充電泵集成電路使用一個開關(guān)網(wǎng)絡(luò)對一個或多個電容器進行充、放電,從而提供一個DC/DC電壓轉(zhuǎn)換。開關(guān)網(wǎng)絡(luò)可控制電容器的充、放電狀態(tài)的切換�！翱焖匐娙萜鳌�(C1)不斷地充電 ,“存儲電容器”(C2) 則保持充電并過濾輸出電壓(圖2)。充電泵的一個優(yōu)點是能夠去除與電感器或變壓器引起的磁場和電磁干擾(EMI)。不過,接通到“快速電容器”的大充電電流也會產(chǎn)生電磁干擾。  充電泵與升壓轉(zhuǎn)換器的比較
您必須考慮便攜式系統(tǒng)對效率、尺寸和電磁干擾等因素的要求。幾乎在所有設(shè)計中,升壓轉(zhuǎn)換器都具有較高的效率。但是,為與充電泵的物理尺寸競爭,升壓轉(zhuǎn)換器的磁元件尺寸必須做到最小。針對電磁干擾的考慮因素還包含兩個通道的PCB布局。 何為“雙模充電泵”？ 這種充電泵可對鋰離子電池的2.7-4.2V可用電壓范圍進行補償。一種版本工作在1.5/1 雙模狀態(tài)。電源電壓過低時,它工作在1.5 模式,能產(chǎn)生約1.5倍電池電壓的輸出,從而為LED驅(qū)動器升壓。當(dāng)電池電壓較高且LED不需要升壓時,充電泵工作在1倍模式,此時它的作用僅僅是將輸入電壓接通到負(fù)載而已。這樣一來,在電池電壓較高時便能減少少輸入電流和功耗。 如何調(diào)節(jié)白光LED的亮度？ 其中一個辦法是用一個外電阻控制直流電流�；蛘�,您也可以使用一個脈寬調(diào)制器控制信號,以肉眼無法感知的速度開、關(guān)驅(qū)動器的電流源。可感知的總亮度與PWM的工作周期成正比。在50%的PWM工作周期下以15mA電流驅(qū)動一個LED所產(chǎn)生的可見亮度,恰好是在100%工作周期下以相同電流驅(qū)動一個LED時可見亮度的一半。推薦的最小PWM頻率為100Hz。頻率過低會產(chǎn)生肉眼可見的搖動和閃爍。推薦的最大PWM頻率為1kHz,因為頻率過高會產(chǎn)生電磁干擾。 為什么要對白光LED驅(qū)動器實施軟啟動？ 軟啟動可以在啟動驅(qū)動器時限制輸入突波電流。在軟啟動期間,通過LED輸出端的電流將按參考電壓斜坡速率上升。而軟啟動通常能減少驅(qū)動器IC的導(dǎo)通時間。 | 
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