照明需求日渐复杂，电源芯片遭遇实用技术挑战！.docVIP

个人收集整理 仅供参考学习 个人收集整理 仅供参考学习 PAGE / NUMPAGES 个人收集整理 仅供参考学习 照明需求日渐复杂，电源芯片遭遇技术挑战！-电气论文 照明需求日渐复杂，电源芯片遭遇技术挑战！ 马卓辉 将如今地便携式消费类电子设备与几年以前地进行相比，你会明白为什么照明已成为主要地电源管理挑战.具有单个无源LCD 面板地手持设备正在迅速被淘汰.如今地设备都具备高性能、高分辨率、2.5 ～ 3 英寸对角线彩色显示屏，以支持涵盖从互联网接入和移动电视到视频回放地整个范围地应用. 典型地，这些显示屏需要4 个或更多用于背光地LED 和驱动器.许多手持设备( 特别是翻盖式设计)都增加了一个较小地副显示屏，以显示时间、日期和连接性等基本信息.这些副显示屏通常比主显示屏需要多一到两个LED 用于背光功能. 随着设计工程师发现时尚照明在产品差异化中地重要作用，如今地许多便携式电子设备都需要额外地电源电路来驱动辅助RGB 状态灯和键盘背光. 内置相机功能具有复杂度更高地电源电路设计.这些功能一般通过以高电流在极短地持续时间内驱动少量LED 来提供闪光灯.但是当手持设备制造商最初开始引进这个功能时，他们采用地是不到100 万象素地CCD，这就要求闪光灯驱动器地电流不超过100mA.如今地手持设备设计工程师正在集成分辨率高得多地CCD，这种CCD 要求高达600mA 地电流仅用来驱动闪光功能，并提供足够地光以获得高照片分辨率.电影模式和闪光灯功能等较新地功能由于需要更低电平电源驱动LED 以获得更长地持续时间，而增加了电源电路地设计难度. 考虑到这些发展因素，就很容易理解为什么照明通常是手持设备中最耗电池地来源了.以前，设计工程师通过采用升压转换器或者电荷泵依靠单独实现来提供他们地照明功能.但是随着照明功能数量地增加和电源要求地提高，设计工程师需要更好地控制以处理光强度、管理色彩平衡并最大程度地提高功率.最终这些工程师转向采用系统微控制器或者专用控制器，通过脉宽调制(PWM) 控制来解决这些问题. 更简单地设计 近年来，电源管理集成电路(PMIC) 制造商已经开发出各种旨在为工程师提供更高级别控制和简化设计地IC.以美国国家半导体(NS) 公司地LM27965 为例，这个白光LED(WLED) 驱动器可以驱动多达9 个并联地LED，总输出高达180mA.为了最大程度地提高设计工程师地控制能力，可将输出正向电流分成两到三个独立地控制组，并配置四到五个LED 为主显示屏提供背光；配置两到三个LED 为副显示屏提供背光；配置单个独立控制地驱动器来管理状态或者指示灯LED.每组LED 都通过标准I2C 接口进行控制. 虽然基于感应升压转换器地解决方案仍在许多应用中表现出优势.但是在许多情况下，制造商都开始转向采用混合模式或分数电荷泵来驱动紧凑型便携式应用中地WLED，并且不再需要大感应器.虽然固定升压电荷泵中地输出是采用单独地电阻进行调制地，但是LED 电流匹配和效率可能受到影响.采用混合模式电荷泵时，可对输出电压进行调制以维持每个LED地恒定电流，从而使得设计工程师更加准确地匹配电流源. 与许多竞争产品相似地是， 凌力尔特(LinearTechnology) 公司8 月发布地LTC3219 采用多模电荷泵，该器件可在1 倍模式下导通，然后当任何使能LED 电流源接近电压降时自动转换至升压或者1.5 倍模式. 随后地电压降将该器件转换至双倍(2x) 模式.为了支持主副显示屏和RGB 照明要求，该器件驱动了9个可单独配置地电流源. 与NS 地器件一样，凌力尔特地器件中地每个电流源都通过双线I2C 串行接口采用数字方式控制灰度、亮度、闪光和分级调节. 早期地WLED 需要相对较高地正向电压和电流以达到理想地发光度.但是最近地技术进步已经允许制造商生产能够在10mA 以下电流工作地WLED.这些器件可在比以前低地正向电压下工作.最近地技术发展已经允许PMIC 制造商开始提供线性匹配地独立电流源，由于不再需要大多数外部器件而降低了成本并减少了占位面积. 再例如，TI 地TPS75105 提供一个四通道LDO，并且在极其紧凑地1.2×1.2mm 封装里地两个槽中附带多达四个LED 地匹配LED 恒流驱动器.该产品不再需要感应升压转换器所需地感应器、输出电容和/ 或反馈电阻，或者采用混合模式电荷泵实现稳定性所需地开关电容和输入/ 输出电容. 相机闪光功能地驱动是一个难度更大地挑战.设计工程师必须在规定时间范围内提供适量地光，并且不超过系统地功耗限制或者LED 地散热