LED驅動電路設計
發布時間:2011-09-29 來源:安森美
中心議題:
- LED驅動電路設計
解決方案:
- LED驅動設計的新要求
- 基於NCP5005的電感式LED驅動電路
- 驅動電路方案
在狀態指示以及信息顯示屏上LED已經被廣泛使用,我們已經可以選用藍光以及廣泛應用於便攜式設備的白光產品。例如,白光LED被認為是彩色顯示設備的理想背光照明,但在為這些新型LED設計電源時,我們必須注意其本身的特性。本文對手機白光LED驅動電路分析和解決。
tuidongyidongdianhuaxianshiyoudansezhuanhuanweicaisedeyigezhuyaoqushishipaishegongnengdejicheng。zuichuzhexiechengxiangqijiandefenbianlvxiangdangyouxian,tongshituxiangzhiliangyebujia。dansuizhejishudefazhan,fenbianlvyou30萬像素的VGA等級進展到100至200萬級像素,並快速朝向300萬像素以上的分辨率級邁進。在成像器件、處理器與軟件不斷得到改進後,消費者現在希望得到更多的數碼相機gongneng,lirudizhaomingqingkuangxiaxuyaodeshanguangdeng,shenzhishizidongduijiaodeng。zaizheyangdefenbianlvxia,lianghaodehuazhishuchuyijitupianyushipinfenxiangbiandegengjiashiyong,zhexiegenggaomidudeCMOS成像器件需要從目標獲得更多的反射光,因此進一步推動了集成閃光功能的需求。
LED驅動設計的新要求
LED在具體的使時,要注意驅動電路的選用。LED 驅動電路除了要滿足安全要求外,另外的基本功能應有兩個方麵:一是盡可能保持恒流特性,尤其在電源電壓發生±15%的變動時,仍應能保持輸出電流在±10%的範圍內變動。 二是驅動電路應保持較低的自身功耗,這樣才能使LED 的係統效率保持在較高水平。根據能量來源的不同,LED驅動電路總體上可分為兩類,一是AC/ DC轉換,能量來自交流市電,二是DC/ DC轉換,能量來自幹電池、可充電電池、蓄電池等。根據LED驅動原理的不同,又可以分為線性驅動電路和開關驅動電路。
要(yao)將(jiang)傳(chuan)統(tong)的(de)氙(xian)氣(qi)閃(shan)光(guang)燈(deng)放(fang)置(zhi)到(dao)尺(chi)寸(cun)相(xiang)當(dang)緊(jin)湊(cou)的(de)手(shou)機(ji)內(nei)對(dui)設(she)計(ji)工(gong)程(cheng)師(shi)來(lai)說(shuo)極(ji)具(ju)挑(tiao)戰(zhan)性(xing),因(yin)為(wei)除(chu)了(le)粗(cu)大(da)的(de)閃(shan)光(guang)用(yong)高(gao)壓(ya)電(dian)容(rong)外(wai),還(hai)必(bi)須(xu)加(jia)上(shang)燈(deng)泡(pao)以(yi)及(ji)相(xiang)關(guan)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)與(yu)電(dian)子(zi)線(xian)路(lu),而(er)傳(chuan)統(tong)的(de)閃(shan)光(guang)燈(deng)也(ye)不(bu)適(shi)用(yong)於(yu)視(shi)頻(pin)拍(pai)攝(she)的(de)用(yong)途(tu)。慶(qing)幸(xing)的(de)是(shi),LED製造商已經著手通過采用如氮化銦镓(InGaN)等新材料來提升功率LED的光輸出。
基於NCP5005的電感式LED驅動電路

圖1:基於NCP5005的電感式LED驅動電路。
另一方麵,半導體製造技術的創新以及封裝方式的改進也提高了能夠產生的流明數以及光電轉換效率。要產生最高的光輸出,這些功率LED可能需要 400mA或更高,且脈衝寬度在50到200msdedianliushuchunengli。danshiduishipinyingyonglaishuo,zexuyaojiaoxiaodedianliu,danshijianquebujinxianyudanyimaichong。chulechicundexianzhiyijirentigongxuedekaolvwai,zhexiexiangjimokuaitongchanghuijichengzaipingmudehoufanghuoshangfang,yibianshiyongzhekeyiliyongLCD作(zuo)為(wei)抓(zhua)取(qu)圖(tu)像(xiang)的(de)取(qu)景(jing)器(qi),這(zhe)在(zai)折(zhe)疊(die)式(shi)手(shou)機(ji)上(shang)特(te)別(bie)常(chang)見(jian)。成(cheng)像(xiang)器(qi)件(jian)與(yu)鏡(jing)頭(tou)機(ji)構(gou)可(ke)能(neng)還(hai)必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)旋(xuan)轉(zhuan),以(yi)便(bian)手(shou)機(ji)可(ke)以(yi)在(zai)視(shi)頻(pin)會(hui)議(yi)模(mo)式(shi)下(xia)作(zuo)為(wei)麵(mian)對(dui)麵(mian)溝(gou)通(tong)的(de)工(gong)具(ju),這(zhe)在(zai)3G網絡的電話設計上預計將更加普遍,因為有足夠的帶寬可以運用在視頻會議上。
在(zai)討(tao)論(lun)這(zhe)些(xie)趨(qu)勢(shi)時(shi)我(wo)們(men)可(ke)以(yi)明(ming)顯(xian)地(di)看(kan)出(chu),屏(ping)幕(mu)顯(xian)示(shi)的(de)質(zhi)量(liang)與(yu)分(fen)辨(bian)率(lv)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao),同(tong)時(shi)尺(chi)寸(cun)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)大(da),特(te)別(bie)是(shi)具(ju)備(bei)豐(feng)富(fu)多(duo)媒(mei)體(ti)功(gong)能(neng)的(de)手(shou)機(ji),預(yu)計(ji)未(wei)來(lai)將(jiang)有(you)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)內(nei)容(rong),如(ru)流(liu)視(shi)頻(pin)或(huo)廣(guang)播(bo)視(shi)頻(pin)、互聯網瀏覽與電子郵件、paizhaoyuxiangpianzhakan,yijiyouxihexinxihuoqufuwudeng。yinci,dangshoujizaimeiyoutonghuashipingmushiyongjianggengweipinfan,danshiruguoshoujidedianchixuhangnenglibugou,zhexiegongnengdoujiangshoudaoxianzhi。yinci,gaoxiaolvdexitongdianyuanguanli,baokuopingmuyuanjiandebeiguangdianyuanguanlijiubiandexiangdangzhongyao,erzhuruxiangjishanguangdengdengyiwangzhiyouzaigaoduanshoujizhongcainengkandaodegongnengyejiangzhujianchengweibiaozhunpeizhi。
這些也將對白光LED背光驅動電路的設計帶來挑戰:更大的屏幕代表了有更多的區域需要背光,因此必須提升驅動器件的整體效率;由於空間有限,所以必須在單一封裝中集成更多的功能;由於考慮的不僅是大小,厚度也必須縮減,特別是滑蓋與折疊式造型的產品。
驅動電路方案
手機中白光LED驅動電路經常使用兩種架構:LED以串聯方式連接的電感升壓轉換電路;每顆LED都(dou)通(tong)過(guo)穩(wen)定(ding)的(de)電(dian)流(liu)源(yuan)驅(qu)動(dong)的(de)電(dian)荷(he)泵(beng)驅(qu)動(dong)器(qi)。電(dian)感(gan)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)可(ke)以(yi)帶(dai)來(lai)最(zui)佳(jia)的(de)整(zheng)體(ti)效(xiao)率(lv),而(er)電(dian)荷(he)泵(beng)方(fang)式(shi)由(you)於(yu)使(shi)用(yong)小(xiao)型(xing)陶(tao)瓷(ci)電(dian)容(rong)作(zuo)為(wei)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)器(qi)件(jian),因(yin)此(ci)體(ti)積(ji)最(zui)小(xiao)。圖(tu)1和圖2分別給出了兩種驅動架構的典型應用電路。當前,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,現在隻需兩顆功耗隻有一半的LED就能夠得到相同的性能。
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