解析可变模式分数电荷泵实现低功耗手机LCD背光驱动方案

为手机背光提供最佳平均效率。

图1：四种背光驱动器方案的比较表明，可变模式电荷泵在锂电池放电曲线的85%时间窗口时效率最高，这使其在电池寿命周期中的平均效率达到86%。

这些器件调节电流来保持LED之间亮度的一致性，而不是调节电压。同时，调节保持期望电流所需的输出电压。LED以并联方式连接在一起，这样输出电压就不必像升压转换器系统中要求的那么高的电压。

IC的电荷泵部分一般工作在以下三种模式中的一种：1×模式(电荷泵无效)、1.5×模式(VOUT=1.5×VIN)以及2×模式(VOUT=2×VIN)。当电池电压高于LED的正向电压和阴极控制电压时，器件工作在1×模式，其作用就像线性调节器。随着电话的使用电池逐渐消耗，电荷泵切换到1.5×模式，然后再到2×模式。

这些电荷泵与锂电池一起使用最为理想，因为在锂电池的典型电压范围内，它们的效率最高。通过使器件在整个放电时间内长时间地保持工作在1×模式，这种特性能使分数电荷泵在电池放电周期中获得较高的平均效率。　　下图显示的是四种背光驱动器方案的效率特性。在每个系统中都使用了四个正向电压为3.3V、电流为20mA的白光LED。可变模式电荷泵只工作在1×模式和1.5×模式，因为其输入电压不会降低到迫使电荷泵进入2×模式的电压值。

可变模式分数电荷泵可消除直接连接电池的方法中会导致闪烁的电压波动，提供优于固定模式电荷泵的明显的效率优势，其平均效率则与升压转换器相当。而它做到这些并不需要采用电感器或者特殊屏蔽，一般只需几个外部电容就能实现，进而削减了系统成本。