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电源管理在LED照明领域遭遇技术挑战

作者:高压电源网 日期:2016-05-17 14:04 出处:跌迁高压电源网 人气: 
      将如今的便携式花费类电子设备与几年以前的进行比拟,你会明白为什么照明已成为重要的电源治理挑衅。具有单个无源LCD面板的手持设备正在敏捷被镌汰。如今的设备都具备高机能、高分辨率、2.5~3英寸对界线彩色显示屏,以支撑涵盖大年夜互联网接入和移动电视到视频回放的┞符个范围的应用。  典范的,这些显示屏须要4个或更多用于背光的LED和驱动器。很多手持设备(特别是翻盖式设计)都增长了一个较小的副显示屏,以显示时光、日期和连接性等根本信息。这些副显示屏平日比主显示屏须要多一到两个LED用于背光功能。      跟着设计工程师发明时尚照明在产品差别化中的重要感化,如今典范多便携式电子设备都须要额外的电源电路来驱动帮助RGB状况灯和键盘背光。      内置相机功能具有复杂度更高的电源电路设计。这些功能一般经由过程以高电磷钥浍短的持续时光内驱动少量LED来供给闪光灯。然则当手持设备制造商最初开端引进这个功能时,他们采取的是不到100万象素的CCD,这就请求闪光灯驱动器的电流不跨越100mA。如今的手持设备设计工程师正在集成分辨率高得多的CCD,这种CCD请求高达600mA的电流仅用来驱动闪光功能,并供给足够的光以获得高照片分辨率。片子模式和闪光灯功能等较新的功能因为须要更低电平电源驱动LED以获得更长的持续时光,而增长了电源电路的设计难度。      推敲到这些成长身分,就很轻易懂得为什么照明平日是手持设备中最耗电池的来源了。以前,设计工程师经由过程采取升压转换器或者电荷泵依附零丁实现来供给他们的┞氛明功能。然则跟着照明功能数量的增长和档链请求的进步,设计工程师须要更好的┞菲握以处理光强度、治理色彩均衡并最大年夜程度地进步功率。最终这些工程师转向采取体系微控制器或者专用控制器,经由过程脉宽调制(PWM)控制来解决这些问题。  更简单的设计      近年来,电源治理集成电路(PMIC)制造商已经开辟出复荡蚣在为工程师供给更高等别控制和简化设计的IC。以美国国度案婕体(NS)公司的LM27965为例,这个白光LED(WLED)驱动器可以驱动多达9个并联的LED,总输出高达180mA。为了最大年夜程度地进步设计工程师的┞菲握才能,可将输出正向电流分成两到三个自力的┞菲握组,并设备四到五个LED为主显示屏供给背光;设备两到三个LED为副显示屏供给背光;设备单个自力控制的驱动器来治理状况或者指导灯LED。每组LED都经由过程标准I2C接口进行控制。      固然基于感应升压转换器的解决筹划仍在很多应用中表示出优势。然则在很多情况下,制造商都开端转向采取混淆模式或分数电荷泵来驱动紧凑型便携式应用中的WLED,并且不再须要大年夜感应器。固然固定升压电荷泵中的输出是采取零丁的电阻进行调制的,然则LED电流匹配和效力可能受到影响。采取混淆模式电荷泵时,可对输出电压进行调制以保持每个LED的恒定电流,大年夜而使得设计工程师加倍精确地匹配电流源。      与很多竞争产品类似的是,凌力尔特(LinearTechnology)公司8月宣布的LTC3219采取多模电荷泵,该器件可在1倍模式下导通,然后当任何使能LED电流源接近电压降时主动转换至升压或者1.5倍模式。      随后的电压降将该器件转换至双倍(2x)模式。为了支撑主副显示屏和RGB照明请求,该器件驱动了9个可零丁设备的电流源。     与NS的器件一样,凌力尔特的器件中的每个电流源都经由过程双线I2C串行接口采取数字方法控制灰度、亮度、闪光和分级调节。     早期的WLED须要相对较高的┞俘向电压和电流以达到幻想的发光度。然则比来的技巧进步已经许可制造商临盆可以或许在10mA以下电流工作的WLED。这些器件可在比以前低的┞俘向电压下工作。比来的技巧成长已经许可PMIC制造张开端供给线性匹配的自力电流源,因为不再须要大年夜多半外部器件而降低了成本并削减了占位面积。     再例如,TI的TPS75105供给一个四通道LDO,并且在极其紧凑的1.2×1.2mm封装里的两个槽中附带多达四个LED的匹配LED恒流驱动器。该产品不再须要感应升压转换器所需的感应器、输出电容和/或反馈电阻,或者采取混淆模式电荷泵实现稳定性所需的开关电容和输入/输出电容。     相机闪光功能的驱动是一个难度更大年夜的挑衅。设计工程师必须在规准时光范围内供给适量的光,并且不跨越体系的功耗限制或者LED的散热限制。因为根本开/关控制不充分,很多设计工程师转向采取由同时调和闪光子体系和相机快门的体系微控制器运行的算法。比来推出的复荡蚯能LED闪光灯控制器已经具备更高效的发光控制。例如,本年早些时刻,恩智浦半导体(NXP)公司宣布了UBA3001,该器件是LED闪光灯驱动器系列的识啦明件,可在全部电压范围内支撑高达90%的效力程度的同时,为单个高亮度LED供给高达1A的电流以支撑带高分辨率摄像头的手机。这款新IC还供给用于手电筒模式和拍照/录像模式的完全电流设置控制。    节俭空间    当然,PCB的┞芳位空间对于空间受限的便携式应用始终是相当名贵的。蒲月份,Micrel公司宣布了用于嵌入式相机的基于升压转换器党肆光灯驱动器MIC2298,该器件具备200万象素以上的分辨率,可为两个串联LED供给1A的电流。该器件采取3~3mm MLF封装,只须要一个紧凑的2uH感应器和小型陶瓷电容器。    其他制造商正在经由过程将范围更广的┞氛明功能集成到器件中来赞助设计工程师在节俭板占位空间的同时削减元器件数量并降低成本。对于在手机的上半部分嵌入LCD和相机模块的空间受限的直板手机、折叠手机或滑盖手机,美信(Maxim)公司比来宣布了一个WLED驱动器系列,该系列在微型4×4mm的封装内参加了两个用来驱动相机模块的可编程200mA LDO。Max 8645X和8645Y采取分数电荷泵在最高30mA的电流下驱动多达六个WLED,并且具有五位调光精度。这些器件还可以在最高200mA的电流下驱动两个WLED,以用于相机闪光灯应用。

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