手机LED背光电源管理的设计需求

手机背光是当今LED最大的应用市场之一，由于市场已处于饱和状态，价格下滑明显，虽然销售量持续增加，但销售金额并没有明显的成长。尽管如此，5到10吋手机装置的背光应用仍将是市场成长新动力。

　　以下由零组件杂志独家专访AnalogicTech应用工程主任 David Brown，探讨LED背光之电源管理设计需求。

　　大小为 5至 10英吋的TFT LCD荧幕，有哪些应用方式？

　　David Brown：TFT LCD 荧幕有多种应用方式，包括高阶智能型手机、小型便携式多媒体播放器（PMP，例如通常为5至9吋的小型DVD播放器）、手持便携式导航装置（PND）、笔记型计算机、小笔电、平板计算机、手持电玩显示器及电子书阅读器等。

　　这些应用的电源管理需求有何不同？

　　David Brown：上述各种应用的电源管理需求都大不相同，且每种特定的装置设计结构皆有其独特的需求。 对于每一种装置，设计人员都必须考量电池种类、荧幕大小和背光LED使用数量。了解系统需求后，还必须权衡LED驱动电路的结构，以及成本与装置的复杂程度，从中取得平衡。所有上述因素都足以决定驱动便携式装置上背光LED之最佳方法。

　　LED背光结构主要分为两种，单组串联式电源或多组串联式/并联式电源。 单组串联式电源虽然使用较低恒流，但必须将输入电源提升至符合串联式电源的总顺向电压水平，才可以驱动LED。相反的，多组串联式/并联式LED电源虽然需要更高的恒流来驱动，却降低了高电压的需求。 升压转换器需求的差异取决于成本、复杂程度及能量转换效率（对于使用者而言，相当于充电循环之间的电池寿命）。最终也会依据装置本身的产品特性、大小和效能需求来决定最佳解决方案。

　　小尺寸背光荧幕的电源管理存在哪些技术挑战？

　　David Brown：确实存在不少挑战。第一个挑战与第一部份所提到的讨论相关，设计人员必须在系统需求、电力来源和电路架构之间取得平衡，方可选择适当的LED驱动电路结构。因此，设计人员必须依据最终成品，来权衡可用的预算。

　　另外，大小和高度也造成另一种技术限制。具备高转换频率的电荷帮浦及电感式DC/DC升压解决方案，才可以使用体积更小的外部元件。特别是以电荷帮浦为基础的LED驱动电路，因为电荷帮浦和并联式LED电源仅需极小的外部电容器，所以会使用并联式LED电源来缩减外部元件的大小。不论是要缩减电荷帮浦还是电感型解决方案的外部元件大小，最主要的考量还是LED驱动电路的转换频率。

　　例如，智能型手机通常是比较轻薄短小的装置，因为需要较小的元件，所以可以容许较高的成本。相较之下，笔记型计算机的成本较低廉而且体积较大，有足够的空间可以容纳较大的元件。

　　未来高阶手机的主流会是AMOLED吗？

　　David Brown：在小型手持装置方面，AMOLED绝对是锐不可挡的趋势，因为这些装置不论分辨率和色彩重现方面，在所有可能的应用领域都能有卓越的表现。但由于成本考量，加上市场上供应商不多，目前采用AMOLED为显示器主流 的速度已减缓。另外，如果AMOLED面板大于 5吋，则对于大多数便携式产品来说，安装的费用通常就会太过昂贵。

　　目前市面上已有少数使用AMOLED的装置，而这类产品的显示器尺寸则都落在3至5吋的范围之间。而未来，随着制造商数量增加以及显示器的成本陆续降低，我认为AMOLED显示器会成为手机应用的主流。AnalogicTech也早已支援此市场，并主动研究此种显示器技术专用的电源管理解决方案。