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怎样设计白光LED驱动，你知道吗？

揭晓时间：2020-03-14 13:17

　　繁华的都会离不开LED灯的装饰，信托各人都见过LED，它的身影已经泛起在了广东会贵宾厅生涯的各个地方，也照亮着广东会贵宾厅生涯。推动移动电话显示由单色转换为彩色的一个主要趋势是拍摄功效的集成。最初这些成像器件的区分率相当有限，同时图像质量也不佳。

　　但随着手艺的生长，区分率由30万像素的VGA品级希望到100至200万级像素，并快速朝向300万像素以上的区分率级迈进。在成像器件、处置惩罚器与软件一直获得刷新后，消耗者现在希望获得更多的数码相机功效，例如低照明情形下需要的闪光灯，甚至是自动对焦等。在这样的区分率下，优异的画质输出以及图片与视频分享变得越发适用，这些更高密度的CMOS成像器件需要从目的获得更多的反射光，因此进一步推动了集成闪光功效的需求。

　　1、LED驱动设计的新要求

　　要将古板的氙气闪光灯安排到尺寸相当紧凑的手机内对设计工程师来说极具挑战性，由于除了粗大的闪光用高压电容外，还必需加上灯胆以及相关的变压器与电子线路，而古板的闪光灯也不适用于视频拍摄的用途。庆幸的是，LED制造商已经着手通过接纳如氮化铟镓（InGaN）等新质料来提升功率LED的光输出。

　　另一方面，半导体制造手艺的立异以及封装方法的刷新也提高了能够爆发的流明数以及光电转换效率。要爆发最高的光输出，这些功率LED可能需要400mA或更高，且脉冲宽度在50到200ms的电流输出能力。可是对视频应用来说，则需要较小的电流，但时间却不但限于简单脉冲。除了尺寸的限制以及人体工学的思量外，这些相机�？橥ǔ；峒稍谄聊坏暮蠓交蛏戏�，以便使用者可以使用LCD作为抓取图像的取景器，这在折叠式手机上特殊常见。成像器件与镜头机构可能还必需能够旋转，以便手机可以在视频聚会模式下作为面扑面相同的工具，这在3G网络的电话设计上预计将越发普遍，由于有足够的带宽可以运用在视频聚会上。

　　在讨论这些趋势时我们可以显着地看出，屏幕显示的质量与区分率变得越来越高，同时尺寸也越来越大，特殊是具备富厚多媒体功效的手机，预计未来将有越来越多的内容，如流视频或广播视频、互联网浏览与电子邮件、照相与相片审查，以及游戏和信息获取效劳等。因此，当手机在没有通话时屏幕使用将更为频仍，可是若是手机的电池续航能力不敷，这些功效都将受到限制。因此，高效率的系统电源治理，包括屏幕与按键的背光电源治理就变得相当主要，而诸如相机闪光灯等以往只有在高端手机中才华看到的功效也将逐渐成为标准设置。

　　这些也将对白光LED背光驱动电路的设计带来挑战：更大的屏幕代表了有更多的区域需要背光，因此必需提升驱动器件的整体效率；由于空间有限，以是必需在简单封装中集成更多的功效；由于思量的不但是巨细，厚度也必需缩减，特殊是滑盖与折叠式造型的产品。

　　2、驱动电路计划

　　手机中白光LED驱动电路经常使用两种架构：LED以串联方法毗连的电感升压转换电路；每颗LED都通过稳固的电流源驱动的电荷泵驱动器。电感解决计划可以带来最佳的整体效率，而电荷泵方法由于使用小型陶瓷电容作为能量转换器件，因此体积最小。图1和图2划分给出了两种驱动架构的典范应用电路。目今，功率LED的效率一直地获得提高，降低了背光LED的功耗，因此可以用更少的LED提供更高的光输出。这意味着两、三年前需要4颗LED提供背光的1．5寸屏幕，现在只需两颗功耗只有一半的LED就能够获得相同的性能。

　　为了知足这个需求，就需要一颗能够驱动两个LED的新产品，并能以相当低的电流支持屏幕背光的低功耗待机运行。为相识决这个问题，NCP5602／12系列电荷泵LED驱动器件设计成可以支持超低电流的ICON模式，同时能够通过简朴的单线式或古板的I2C串行总线提供两颗LED的通俗背光功效。除了支持最新的轻薄封装趋势外，这些产品也在设计上接纳新的极薄型LLGA微封装手艺（2×2×0．55mm）来支持超薄应用。别的，部分刷新的LED质料与设计拥有更低的正向电压（由3．6V降低到3．1V），因此对电感解决计划来说，相同的功率可以驱动更多的LED。而更重大的LED驱动器件，如NCP5604A／B就拥有更多的电压转换模式选择，提供更优化的功率转换，同时集成电流源的功率消耗也更低，在手机电源所使用的锂离子电池的大部分事情时间内抵达85％的转换效率（PLED／Pin）。

　　LED闪光灯已经成为照相手机必备的设置，安森美开发出的NCP5608多重模式电荷泵LED驱动器，能够驱动4颗LED用于主屏幕与子屏幕的背光，以及可以提供用于驱动1W功率LED的高达400mA的高电流输出。这些功效在设计上共用一个高效率的电荷泵转换电路，以便将外接电容的数目降到最低。

　　由于空间有限，特殊是新型超薄直板手机以及翻盖手机，因此这款器件接纳4×4×0．75mm的QFN封装。为了将控制驱动器所需的连线数降到最低，该器件接纳了两线I2C数据总线作为控制设置接口。在驱动闪光灯LED上提供有4个专用通道，让引脚能够以并联方法驱动一个高功率LED，或用来驱动数个以较低电流事情的闪光灯LED。

　　3、应用展望

　　当许多新兴的多媒体与数据效劳变得越来越普遍，手机设计工程师也将一连面临需要集成更多功效（例如更大的屏幕、百万像素成像器件、视频处置惩罚以及应用协处置惩罚器等）的挑战，同时还得知足移下手机用户看待机与通话时间的要求，以及使用者对更长的视频播放、游戏与网络浏览的期望，这些都将需要更长的显示屏使用时间。幸运的是，高亮度LED效率以及立异性LED驱动器件的刷新将能够资助设计工程师知足这些需求，同时还能切合消耗者对重量与尺寸的期望。

　　事实上，背光不但可以应用在屏幕与按键上，彩色RGB（红绿蓝）LED还可凭证音乐、来电铃声等提供一些好玩的效果以及个性化设定，例如通过最新的来电识别功效，使用RGBLED在视觉上提醒用户是谁打进电话。我们可以发明，LED已经由简朴的背光功效演酿成更多的功效。在按键上已经最先加入边沿发光器件来协助按键背光的平均分派，同时还能降低手机的整体厚度以及爆发背光所需的LED数目。

　　未来，使用LED提供照明将在手机以及其他数字消耗电子产品上可以看到更多的立异型应用。虽然LED在生涯中随处可见，可是LED也尚有一些缺乏需要广东会贵宾厅设计职员拥有越发专业的知识储备，这样才华设计出越发切合生涯所需的产品。

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