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手機(jī)白光LED驅(qū)動電路解決方案分析
推動顯示由單色轉(zhuǎn)換為彩色的一個主要趨勢是拍攝功能的集成。zui初這些成像器件的分辨率相當(dāng)有限,，同時圖像質(zhì)量也不佳,。但隨著技術(shù)的發(fā)展，分辨率由30萬像素的VGA等級進(jìn)展到100至200萬級像素,，并快速朝向300萬像素以上的分辨率級邁進(jìn),。在成像器件、處理器與軟件不斷得到改進(jìn)后,，消費者現(xiàn)在希望得到更多的數(shù)碼相機(jī)功能,，例如低照明情況下需要的閃光燈，甚至是自動對焦等,。在這樣的分辨率下,，良好的畫質(zhì)輸出以及圖片與視頻分享變得更加實用，這些更高密度的CMOS成像器件需要從目標(biāo)獲得更多的反射光,，因此進(jìn)一步推動了集成閃光功能的需求,。
LED驅(qū)動設(shè)計的新要求
要將傳統(tǒng)的氙氣閃光燈放置到尺寸相當(dāng)緊湊的手機(jī)內(nèi)對設(shè)計工程師來說挑戰(zhàn)性，因為除了粗大的閃光用高壓電容外，還必須加上燈泡以及相關(guān)的變壓器與電子線路,，而傳統(tǒng)的閃光燈也不適用于視頻拍攝的用途,。慶幸的是，LED制造商已經(jīng)著手通過采用如氮化銦鎵(InGaN)等新材料來提升功率LED的光輸出
另一方面,，半導(dǎo)體制造技術(shù)的創(chuàng)新以及封裝方式的改進(jìn)也提高了能夠產(chǎn)生的流明數(shù)以及光電轉(zhuǎn)換效率,。要產(chǎn)生zui高的光輸出，這些功率LED可能需要400mA或更高,，且脈沖寬度在50到200ms的電流輸出能力,。但是對視頻應(yīng)用來說，則需要較小的電流,，但時間卻不于單一脈沖,。除了尺寸的限制以及人體工學(xué)的考慮外，這些相機(jī)模塊通常會集成在屏幕的后方或上方,，以便使用者可以利用LCD作為抓取圖像的取景器,，這在折疊式手機(jī)上特別常見。成像器件與鏡頭機(jī)構(gòu)可能還必須能夠旋轉(zhuǎn),，以便手機(jī)可以在視頻會議模式下作為面對面溝通的工具,，這在3G網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計上預(yù)計將更加普遍，因為有足夠的帶寬可以運(yùn)用在視頻會議上,。
在討論這些趨勢時我們可以明顯地看出,，屏幕顯示的質(zhì)量與分辨率變得越來越高，同時尺寸也越來越大,，特別是具備豐富多媒體功能的手機(jī),，預(yù)計未來將有越來越多的內(nèi)容，如流視頻或廣播視頻,、互聯(lián)網(wǎng)瀏覽與電子郵件,、拍照與相片查看，以及游戲和信息獲取服務(wù)等,。因此,，當(dāng)手機(jī)在沒有通話時屏幕使用將更為頻繁，但是如果手機(jī)的電池續(xù)航能力不夠,，這些功能都將受到限制,。因此，率的系統(tǒng)電源管理,，包括屏幕與按鍵的背光電源管理就變得相當(dāng)重要,，而諸如相機(jī)閃光燈等以往只有在手機(jī)中才能看到的功能也將逐漸成為標(biāo)準(zhǔn)配置。
這些也將對白光LED背光驅(qū)動電路的設(shè)計帶來挑戰(zhàn)：更大的屏幕代表了有更多的區(qū)域需要背光,，因此必須提升驅(qū)動器件的整體效率,；由于空間有限,，所以必須在單一封裝中集成更多的功能；由于考慮的不僅是大小,，厚度也必須縮減,，特別是滑蓋與折疊式造型的產(chǎn)品。
驅(qū)動電路方案
手機(jī)中白光LED驅(qū)動電路經(jīng)常使用兩種架構(gòu)：LED以串聯(lián)方式連接的電感升壓轉(zhuǎn)換電路,；每顆LED都通過穩(wěn)定的電流源驅(qū)動的電荷泵驅(qū)動器,。電感解決方案可以帶來*的整體效率，而電荷泵方式由于使用小型陶瓷電容作為能量轉(zhuǎn)換器件,，因此體積zui小,。圖1和圖2分別給出了兩種驅(qū)動架構(gòu)的典型應(yīng)用電路。當(dāng)前,，功率LED的效率不斷地得到提高，降低了背光LED的功耗,，因此可以用更少的LED提供更高的光輸出,。這意味著兩、三年前需要4顆LED提供背光的1.5寸屏幕,，現(xiàn)在只需兩顆功耗只有一半的LED就能夠得到相同的性能,。 。