手持通信设备的光源驱动设计

　　通信手持设备光源的应用主要体现在键盘灯、液晶屏幕背光和特殊照明三个方面，主要的发光器件是LED|0">半导体发光二极管(LED)，驱动芯片设计技术有LDO|0">低压差(LDO)稳压器、可调节(Regulator)稳压电源、电荷泵(Charge Pump)电源和超级电容(Super Capacitor)电源等不同形式。

　　半导体发光二极管(LED)是具有体积小、省电、长寿命和可靠性高的特点，被广泛应用在通信手持设备中的屏幕显示和信息传递提示。目前，LED正向高亮度、全彩色化、高性能、低成本的方面发展。

　　在手持设备光源的三大模块中，键盘灯的应用方式相对固定，通常会使用4～10个LED，均用串联电阻的方式来限流，总体耗电相对较少。随着工作电压的不同，LED在颜色方面也经历几种变化，最早期LED发出的是黄绿色背光，芯片的驱动电压一般2.5V左右，而且黄绿色LED的GaP:N(LED的掺氮外延晶片)晶片的发光效率最高，发光带主峰在黄绿色591nm相对应的高强度。后来又出现了具有量子阱结构的高亮度InGaN产品，使LED可以发出绿色、蓝色、红色和紫色粉红等混合色，这也就是所谓"炫彩"手机所采用的光源。这类LED的驱动电压要高一些，通常在 3.8～4.1V之间，如果LED的数量相同，这些颜色灯比黄绿色灯的功耗要高一些。现在大多数的键盘灯都采用高亮度的白色LED，也有些出于成本的考虑使用较便宜的黄绿色LED。

　　手持设备中的屏幕背光是一个不可或缺的功能，由于屏幕本身有黑白屏幕和彩色屏幕之分，所以对光源的要求也不尽相同。用于黑白屏的LED完全可以和键盘灯拥有相同的电源驱动和颜色，但是对尺寸稍大的黑白屏幕而言，采用高亮度的LED从侧面给与光源，就会在屏幕上出现严重的光分布不均匀现象，因此人们又开发出了"电场致发光"(EL：Electro Luminescence)背光，它的原理主要是通过在透明的有机底板或线形构造物体面涂上发光材料，两极接上交流电压而产生交流电场，当达到一定的临界值，被电场激发的电子碰撞发光层，导致电子能极的跳跃、变化、复合而发射出高效率冷光的一种物理现象。在实际应用中发现，EL发光柔和、均匀、不发热、耗电省，且厚度薄、重量轻、携带方便，但是价格昂贵。

　　当LCD出现彩色屏幕以后，对光源主要需求是白光，这是由彩色LCD屏幕的光学结构决定的，原因是要形成最终看到的图像必须借助偏光片使白光均匀分布并定向发射以后，再通过可以形成彩色图案的液晶胶片，如果是其他颜色的光就无法让具有RGB单元的液晶胶片准确显示图形的颜色。所需要的LED数量视屏幕大小和亮度要求而定，一般是4～8个，而且为了获得比较一致和均匀的光输出效果，这些白光LED常用串联方式连接，因此就必须提供能使它们一起工作在足够亮度电流的驱动电压。

　　通信手持设备的特殊照明需求主要包括：多彩LED指示灯、手电筒功能和拍照闪光灯。

　　多彩LED指示灯是介于彩色屏幕出现以后和手机相机出现之前这段时间的过渡产品。它主要是通过控制R、G、B三个不同的LED芯片的发光时间长短，来混合产生不同的光学效果。但它用在手持设备中很失败，主要是因为如果为了达到"炫彩"的效果，一旦让多彩LED指示灯工作起来，系统就无法进入深度睡眠状态，这对系统的软硬件资源消耗也很大，加上LED的功耗较大，造成待机时间短而显得得不偿失。

　　手电筒和拍照闪光灯是目前有百万以上像素照相机的手机所带有的新功能，由白光LED提供强光源，而且随着手机内部存储容量(SD卡、T-Flash卡等)的不断扩大和与PC的数据共享，以及网络间数据传输MMS的流行(EGPRS/3G)，用户对所拍摄照片质量的期望越来越高，要求能在光线比较暗的地方能提供闪光灯。手电筒功能事实上是拍照闪光灯的附属功能，可以与拍照闪光灯共享硬件资源。最早出现的拍照闪光灯算不上真正的闪光灯，因为在使用时需要软件预先打开灯光，没有可供同步拍照过程的编程接口；其次，它的LED大约200mA工作电流所产生的亮度很低，且仅在半米范围内起着有限的作用，也就是说手电筒功能是闪光灯连续工作在小电流模式的状况。同理，LCD背光和键盘背光均可以被纳入到一个整体的应用方案中来得到解决。

　　所以，只要有大功率、高亮度的光源驱动就能完全解决手持设备的光源需求。

　　近似认为，如果设定在两米范围内对拍照手机进行有效补光，就需要LED的工作电流达到800mA～1.5A，才能产生所需的光强。也有一些设备为了达到设计亮度，会采用两个LED并联来增加输出光强。如果想达到接近数码相机"氙气灯"相同的补光效果，就需要LED的工作电流达到4A。同时，光照效果的好坏还取决于聚光透镜效果、受光面积以及与光源的距离。

　　总之，为了提升用户的使用体验，高亮度的白光LED将是手持设备光源的首选发光器件，它可以用在键盘灯、液晶屏幕背光和特殊照明三个方面，可以对每种应用的光源分别提供电源，也可以由一个驱动器件的多路输出管理所有光源。