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手机白光LED驱动电路优化设计

2022-04-02 08:22分类:电子元器件 阅读:

 

  前言

  在显像元器件、CPU与手机软件持续获得改善后,顾客如今期待获得越来越多的数码照相机作用,比如低照明灯具状况下必须的拍照闪光灯,乃至是对焦等。在那样的屏幕分辨率下,优良的画面质量輸出及其图片与视频共享越来越更为好用,这种更致密的CMOS显像元器件必须 从总体目标得到大量的折射光,因而进一步促进了集成化闪亮作用的要求。

  1 LED驱动设计方案的新规定

  要将传统化的氙气闪光灯置放到规格非常紧密的手机上 内对设计方案技术工程师而言具有趣味性,由于除开粗壮的闪亮用高压电容外,还需要再加上电灯泡及其相应的变电器与电子电路,而传统化的拍照闪光灯也不适感用以拍摄视频的主要用途。幸运的是,LED生产商早已开始根据选用如渗氮铟镓(InGaN)等新型材料来提高输出功率LED的光輸出。

  

基于NCP5005的电感式LED驱动电路

  图1 根据NCP5005的电感式传感器LED驱动电源电路

  另一方面,半导体设备技术性的革新及其封裝形式的改善也增强了可以形成的流明度数及其光电转换高效率。要造成最多的光輸出,这种输出功率LED很有可能必须 400mA或高些,且脉冲宽度在50到200ms的电流量輸出工作能力。可是对视频应用而言,则必须 较小的电流量,但時间却不仅仅仅限于单一单脉冲。除开规格的局限及其人体工程学的考量外,这种照相机控制模块一般会集成化在手机屏幕的后才或上边,便于使用人能够运用LCD做为爬取图象的取景框,这在折叠式手机上非常普遍。显像元器件与摄像镜头组织很有可能还需要可以转动,便于手机可以在视频会议系统方式下做为零距离沟通交流的专用工具,这在3G网上的电話设计方案上预估将愈发广泛,由于有充足的网络带宽能够应用在视频会议系统上。

  在谈论这种发展趋势时我们可以非常明显地看得出,屏幕上显示的品质与屏幕分辨率越来越更加高,与此同时规格也越来越大,尤其是具有丰富多彩多媒体系统作用的手机上,预估以后将有愈来愈多的內容,如流视頻或广播节目视頻、互联网技术访问与电子邮箱、照相与照片查询,及其手机游戏和信息内容获得服务项目等。因而,当手机上在沒有语音通话时屏幕使用将更加经常,可是假如手机上的充电电池续航能力不足,这种作用都将受限制。因而,效率高的系统软件电池管理,包含显示屏与功能键的led背光电池管理就显得非常关键,而例如照相机拍照闪光灯等过去只能在高端智能手机中才可以看见的功能性也将慢慢变成 标准配备。

  这种也将对白光LEDled背光光耦电路的设计方案产生挑戰:更高的显示屏意味着了有大量的地区必须 led背光,因而务必提高控制器件的总体高效率;因为室内空间比较有限,因此 需要在单一封裝中集成化大量的作用;因为考虑到的不仅仅是尺寸,薄厚也务必减缩,尤其是滑盖与可折叠造型设计的商品。

  2 光耦电路计划方案

  手机上中白光LED光耦电路常常应用二种构架:LED以串连方法接入的电感器变压变换电源电路;每粒LED都根据平稳的电流源推动的电荷泵控制器。电感器解决方法能够产生最好的总体高效率,而电荷泵方法因为采用中小型瓷片电容做为能量转换器件,因而容积最少。图1和图2各自提供了二种推动构架的常见运用电源电路。当今,输出功率LED的高效率不断获得提升,减少了led背光LED的功能损耗,因而可以用越来越少的LED给予更好的光輸出。这代表着两、三年前必须 4颗LED给予led背光的1.6寸显示屏,如今只需二颗功能损耗仅有一半的LED就可以获得一致的特性。

  为了更好地达到这种要求,就必须 一颗可以推动2个LED的新品,能够以非常低的电流量适用显示屏led背光的功耗低休眠运作。为了更好地彻底解决这个问题,NCP5602/12系列电荷泵LED驱动元器件设计方案成能够适用极低电流量的ICON方式,与此同时可以利用简洁的单线式或传统式的I2C串行接口给予二颗LED的一般led背光作用。除开适用全新的轻巧封裝发展趋势外,这种商品也在设计方案上采取新的极薄形LLGA微封装技术性(2&TImes;2&TImes;0.55mm)来适用纤薄运用。除此之外,一部分改善的LED原材料与设计方案有着更低的顺向工作电压(由3.6V减少到3.1V),因而对电感器解决方法而言,同样的效率能够推动大量的LED。而更繁杂的LED驱动元器件,如NCP5604A/B就有着越多的电流变换方式挑选,给予更提升的电功率变换,与此同时集成化电流源的输出功率损耗也更低,在手机开关电源所运用的锂电池的绝大多数上班时间内做到85%的变换高效率(PLED/Pin)。

  LED拍照闪光灯早已变成 照相手机必不可少的配备,安森美开发设计出的NCP5608多种方式电荷泵LED驱动器,可以推动4颗LED用以主屏与子显示屏的led背光,及其能够给予用以推动1W输出功率LED的达到400mA的高电流量輸出。这种作用在设计方案上同用一个效率高的电荷泵变换电源电路,便于将外接电阻的数量降至最少。

  

基于NCP5604A的电荷泵LED驱动电路

  图2 根据NCP5604A的电荷泵LED驱动电源电路

  因为室内空间比较有限,尤其是新式纤薄直板手机及其翻盖手机,因而这款元器件选用4&TImes;4&TImes;0.75mm的QFN封装。为了更好地将操纵控制器需要的联线数降至最少,该元件选用了两条线I2C系统总线做为操纵配备插口。在推动拍照闪光灯LED上给予有4个专用型安全通道,让脚位可以以串联方法推动一个大功率LED,或用于推动多个以较低电流量工作中的拍照闪光灯LED。

  

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