CHINA INTERNATIONAL - 中国国际光电博览会

TECHNOLOGIES 技 术 CHINA OPTOELECTRONICS
2012 年 第 4 期
为 低 电 压 便 携 式 设 备 背 光 或 闪 光 应 用 选
择 合 适 的 发 光 二 极 管 (LED) 驱 动 器 方 案
是 设 计 人 员 面 临 的 一 项 挑 战 , 因 为 既 要
考 虑 延 长 电 池 使 用 时 间 , 又 要 减 小 印 制
电 路 板 (PCB) 面 积 及 高 度 。 目 前 , 小 型
液 晶 显 示 器 (LCD) 面 板 及 键 盘 背 光 以 及
指 示 器 应 用 大 多 采 用 白 光 LED 和 RGB
三 色 LED; 手 机 和 数 码 相 机 中 的 闪 光 光
源 通 常 使 用 高 亮 度 LED。 因 此 , 这 些 应
用 需 要 优 化 的 驱 动 器 解 决 方 案 , 使 用 低
电 压 便 携 式 LED 驱 动 器 拓 扑 结 构 。
电 流 高 达 1 A 的 NCP1529 白 光 LED 驱 动 器 ,
应 用 于 手 电 筒 / 闪 光 等 应 用 。
方 式 的 一 部 分 , 用 于 设 计 集 成 低 电 压 LED
和 简 单 LED 驱 动 器 的 背 光 电 路 。 这 些 采 用
薄 型 微 型 封 装 的 驱 动 器 电 路 简 单 , 可 延 长 电
池 使 用 时 间 、 降 低 成 本 ( 如 省 去 外 部 电 容 )
及 降 低 噪 声 , 为 入 门 级 便 携 式 产 品 , 如 手 机 、
相 机 和 摄 像 机 、 便 携 式 游 戏 及 便 携 式 医 疗 设
备 市 场 提 供 了 简 单 的 解 决 方 案 。
2) 电 荷 泵 型 方 案
安 森 美 半 导 体 专 利 的 四 模 (Quad-
Mode®) 自 适 应 分 数 电 荷 泵 的 能 效 比 市 场 上
常 规 的 三 模 电 荷 泵 高 出 提 供 10%, 并 减 小 多
达 65% 的 封 装 , 将 LED 驱 动 器 的 性 能 提 升
到 了 新 的 水 平 。Quad-Mode LED 驱 动 器 通
常 可 为 基 于 电 感 的 LED 驱 动 器 提 供 高 能 效 ,
同 时 消 除 较 厚 的 电 感 和 有 害 的 EMI 干 扰 。
大 多 数 电 荷 泵 LED 驱 动 器 可 提 供 对 应 于
输 出 电 压 与 输 入 电 压 比 的 三 种 操 作 模 式 :1 倍 、
1.5 倍 和 2 倍 ; 而 四 模 架 构 增 加 了 1.33 倍 的
第 四 种 操 作 模 式 , 不 需 要 额 外 的 电 容 和 电 感 。
它 比 三 模 式 电 荷 泵 效 率 提 高 了 10% 以 上 。
图 3: 四 模 比 三 模 效 率 提 升 10% 以 上
直 接 控 制 各 个 独 立 LED, 采 用 NCP1840 可
简 化 通 常 由 其 系 统 设 计 中 处 理 器 来 完 成 的 工
针 对 不 同 低 压 便 携 设 备 背 光 或
闪 光 应 用 的 LED 驱 动 器 方 案
作 ; 通 过 统 一 控 制 各 个 LED 亮 度 及 闪 烁 率
的 串 行 接 口 写 入 寄 存 器 或 读 取 寄 存 器 , 能 够
方 便 地 进 行 电 流 及 调 光 程 度 编 程 。LED 亮 度
程 度 能 以 对 数 而 非 线 性 形 式 控 制 , 从 而 使 肉
眼 观 看 也 没 有 亮 度 失 真 。NCP1840 采 用 高
图 5: 线 性 LED 驱 动 器 方 案 示 例
能 效 、 低 噪 声 四 模 电 荷 泵 , 能 够 延 长 电 池 使
供 稿 | 安 森 美 半 导 体
用 时 间 , 非 常 适 合 便 携 式 应 用 。
森 美 半 导 体 身 为 全 球 高 能 效 电 子 产 品 的 首 要 高 性
安
能 硅 方 案 供 应 商 , 提 供 涵 盖 电 感 型 、 电 荷 泵 型 、 线
性 等 不 同 拓 扑 结 构 的 低 压 便 携 设 备 背 光 或 闪 光 方
案 。 这 些 方 案 中 , 电 感 型 方 案 可 提 供 最 佳 的 整 体 能 效 , 电 荷
泵 型 方 案 使 用 低 高 度 陶 瓷 电 容 作 为 能 量 转 移 机 制 , 占 用 的 电
路 板 面 积 和 高 度 极 小 , 线 性 驱 动 方 案 则 是 彩 色 指 示 器 以 及 简
单 背 光 应 用 的 理 想 选 择 。 这 些 方 案 可 用 于 满 足 不 同 应 用 需 求 。
图 2: 电 荷 泵 型 方 案 示 例
图 6:32 级 EZDim 调 光 控 制
安 森 美 半 导 体 提 供 总 输 出 电 流 10 mA
至 192 mA 的 多 种 产 品 , 涵 盖 NCP1840、
CAT3661、NCP5612、CAT3647、
CAT3200、CAT3200H、CAT3606、
CAT3616、CAT3626、CAT3636、
CAT3637、CAT3649、CAT3604A、
CAT3604V、CAT3614、CAT3644、
CAT3648、NCP5623B/C 和 CAT3643 等 ;
还 有 更 大 输 出 电 流 的 产 品 NCP5603(200 mA
DC,350 mA 脉 冲 )、CAT3612(300 mA)
和 CAT3224(4 闪 光 灯 ,400 mA 电 筒 ) 等 。
以 多 通 道 LED 驱 动 器 NCP1840 为 例 ,
该 器 件 能 够 帮 助 用 户 创 建 任 何 照 明 图 形 , 独
立 驱 动 多 达 8 颗 LED。 由 于 处 理 器 不 再 需 要
1) 电 感 升 压 及 降 压 型 方 案
在 电 感 升 压 型 拓 扑 结 构 方 面 , 安 森 美 半 导 体 提 供 采 用
PWM 和 / 或 单 线 式 调 光 方 式 的 不 同 产 品 , 适 合 在 低 电 压
便 携 式 设 备 背 光 和 闪 光 应 用 中 驱 动 白 光 LED。 这 些 产 品 包
括 : 输 出 电 流 为 20 mA 的 CAT37、CAT32、CAT4238、
CAT4252、CAT4253、CAT4157、CAT4158 和
CAT4258, 输 出 电 流 为 40 mA 的 CAT4137 和 NCP5005,
输 出 电 流 为 50 mA 的 CAT4139, 以 及 更 大 输 出 电 流 的
CAT4240(250 mA)、NCP1422(800 mA) 和 CAT4131(1.5
A/0.3 A) 等 。
图 1: 电 感 升 压 型 方 案 示 例
以 NCP5005 为 例 , 它 是 一 款 紧 凑 型 高 效 率 背 光 LED 升
压 驱 动 器 , 提 供 高 达 22 V 电 压 , 可 为 LCD 背 光 控 制 、 键
盘 背 光 等 应 用 的 2 至 5 个 串 联 白 光 LED 供 电 。 其 能 效 高 达
90%, 关 机 电 流 1 μA, 工 作 输 入 电 压 范 围 为 2.7 V 至 5.5 V。
它 内 置 短 路 和 过 压 保 护 及 欠 压 切 断 功 能 。 其 电 流 可 自 动 匹 配
LCD, 所 有 引 脚 均 为 ESD 保 护 , 低 EMI 辐 射 。
而 在 电 感 降 压 型 拓 扑 结 构 方 案 , 安 森 美 半 导 体 提 供 输 出
图 4:NCP1840 典 型 应 用 电 路
3) 线 性 驱 动 方 案
安 森 美 半 导 体 还 提 供 多 款 2 至 4 通 道 单
模 线 性 背 光 LED 驱 动 器 , 如 CAT4002A、
CAT4002B、CAT4003B、CAT4004A 和
CAT4004B 等 。 这 些 背 光 驱 动 器 通 过 1 线
EZDim 接 口 提 供 32 级 调 光 控 制 , 具 有 25
mA 固 定 (B 型 ) 或 可 调 (A 型 ) 输 出 电 流 和
低 于 1 μA 的 极 低 关 断 电 流 , 没 有 开 关 电 源
噪 声 问 题 。
这 些 单 模 LED 驱 动 器 通 常 作 为 系 统 级
图 7:CAT4003B 线 性 背 光 驱 动 器 应 用 电 路
4) 相 机 闪 光 专 用 LED 驱 动 器 方 案
LED 越 来 越 多 地 应 用 于 拍 照 手 机 、 智 能
手 机 和 氙 气 灯 泡 替 代 , 且 光 输 出 能 力 不 断 提
供 , 从 而 满 足 更 高 的 性 能 需 求 。 安 森 美 半 导
体 的 CAT3612、CAT4131、CAT4134 和
CAT3224 都 是 这 类 驱 动 方 案 。 这 些 器 件 分
别 采 用 电 荷 泵 、 电 感 升 压 拓 扑 结 构 , 可 以 提
供 不 同 的 闪 光 电 流 和 亮 度 。
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