移动电话与PDA应用中LED照明驱动电路的设计

单颗高功率闪光灯驱动电路

升压式转换器是支持高功率LED中最高达4.9V正向电压的必备条件，但是就算是相同的LED芯片，正向电压在不同条件下也会不同。当LED升温时，正向电压可能会滑落到低于输入电池电压，因此就需要降压式转换器。技术上说，升降压转换器是推动单颗高功率LED最合适解决方案，但这类驱动芯片通常成本较高，同时需要配用提高总体成本与体积的外部电感。升降压转换器的优点则在于较高的整体效率，主要原因是完全使用了电池的能量，同时能提供超过1A甚至更高的超高输出电流。新推出的高电流电荷泵驱动电路是升降压转换器的一个低成本替代解决方案。但电荷泵转换器的输出电流最高大约在700mA，主要还是受到较低效率以及从电池吸取电流的限制。

集成型照明管理芯片

具备背光与闪光功能，部分甚至还具备RGB与其它影音功能的集成型照明管理芯片(LMIC)目前已经面市，它包含可采用电荷泵或电感式设计的升压转换器。每个输出则由可调式电流源提供，这样的解决方案在翻盖式或滑盖式手机中特别有用，因为它免去了由电源管理单元拉到电话另一面所需的长路径。NCP5608是一个可提供高达500mA的总电流，配备8个输出的集成型电荷泵驱动芯片，它的输出电流可由处理器通过I2C端口来调节，同时也能组成不同的LED配置来满足各种平台的需求。目前通过单线的数字控制已广泛应用在独立型背光LED驱动芯片上，不过这样的控制协议对LMIC来说速度太慢且太复杂，原因在集成驱动电路中需采用各种不同的控制组合。相反，在LMIC上通常会使用具有时钟与数据线的I2C或其它专用控制协议。



图5：集成型LED驱动芯片提供了各种不同的LED组合变化，从4颗以25mA电流驱动的背光功能与4颗提供闪光灯用的100mA LED，一直到结合所有输出来推动一个高功率LED的闪光灯应用。   




图6：具备内部开关与时间限制保护的4.5W功率闪光灯驱动电路。   

拍照手机中真正的闪光灯功能

市场上已出现300万甚至更高像素的移动电话来支持高质量的照相功能，为能让LED提供与氙气式闪光灯媲美的照明强度，可通过推动两颗或更多的高功率LED作为闪光灯；具备4.5W高功率驱动能力的电感式升压转换器可以500mA的驱动电流推动两颗串联的LED。注意，在这类驱动电路中必须加入时间限制保护电路以避免LED长时间工作而损坏，同时驱动芯片中也应加入开关来改变照明与闪光应用时的电流大小。

本文小结

LED的批量供货已经让移动电话与PDA上LCD面板背光用低功率LED的单价越来越低，新推出的背光驱动芯片也内嵌步进式亮度控制以及不需任何软件设计，同时也不耗费任何微处理器资源的情境照明控制功能，而这些LED驱动电路可以帮助便携式产品制造商缩短开发时间。而在较低成本的解决方案上，则可以使用线性稳压器来推动正向电压较低的LED。另一方面，市场上也出现几种闪光灯驱动解决方案。分别为独立型升降压转换器、高电流电荷泵驱动电路以及照明管理芯片。大部分的功率闪光灯可能包含几个标准的LED或一颗高功率LED，目前拍照手机中高功率LED尚未普及的主要原因是单价较高。在部分高端移动电话中使用了两颗LED以便提供较高亮度的闪光灯来强化拍照手机的拍照效果。在拍照手机逐渐取代数码相机的趋势下，更高功率的闪光灯解决方案将越来越普及，从而为用户提供真正的拍照体验。