《電子技術(shù)應(yīng)用》
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說說手機(jī)上LCD 的背光驅(qū)動芯片
Dr. Portable
飛兆半導(dǎo)體
摘要: LCD是手機(jī)上非常重要的部件之一,,LCD顯示的效果,,直接影響著用戶的直觀感受。 而LCD背光驅(qū)動芯片,,也是具有影響的其中一個(gè)因素,。性能好的LCD背光驅(qū)動芯片,,可以使LCD顯示清晰,亮度均勻,,沒有閃爍等問題,,并且高效率的驅(qū)動芯片增加手機(jī)的待機(jī)時(shí)間,所以選擇一款合適的,,性能優(yōu)異的LCD背光驅(qū)動芯片是非常重要的,。
Abstract:
Key words :

LCD是手機(jī)上非常重要的部件之一,LCD顯示的效果,,直接影響著用戶的直觀感受,。 而LCD背光驅(qū)動芯片,也是具有影響的其中一個(gè)因素,。性能好的LCD背光驅(qū)動芯片,,可以使LCD顯示清晰,亮度均勻,,沒有閃爍等問題,,并且高效率的驅(qū)動芯片增加手機(jī)的待機(jī)時(shí)間,所以選擇一款合適的,,性能優(yōu)異的LCD背光驅(qū)動芯片是非常重要的,。

根據(jù)LCD屏幕內(nèi)的LED連接方式,來決定要選擇的背光驅(qū)動芯片,。 目前常用的背光驅(qū)動芯片有幾種:  boost DC/DC (inductor)型 , charge pump(capacitor)型,  Linear 型的,。下表是這幾種類型的比較: 

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 Inductor boost DC/DC 利用電感和電容元件的能量儲存特性,,將Vbat電壓升壓來驅(qū)動LED,實(shí)現(xiàn)能量從Vbat到負(fù)載LED的轉(zhuǎn)換,。 Inductor boost DC/DC 主要用來驅(qū)動背光LED是串聯(lián)的 LCD屏,。LED串聯(lián)連接的方式優(yōu)點(diǎn)是每一個(gè)LED的工作電流都是一樣,所以發(fā)光基本一致,,亮度均勻,。在大尺寸屏幕中優(yōu)勢明顯,應(yīng)用的較多,。但是,,用Inductor boost DC/DC 由于電感的存在和內(nèi)部switch的開關(guān)動作,會產(chǎn)生干擾和噪音,,可能會對其他部分電路產(chǎn)生干擾,,影響手機(jī)的RF等性能,所以在電路設(shè)計(jì)和PCB layout的時(shí)候要特別注意,。

Fairchild 可以提供一系列 Inductor boost DC/DC 型的背光驅(qū)動芯片,,53系列中的一款同步升壓的boost DC/DC 驅(qū)動,最高效率能達(dá)到 87%,,最大Vout電壓能到 16V,,能夠驅(qū)動 2~4 LED. 還有一個(gè)特點(diǎn)就是內(nèi)部集成了一個(gè)P_MOSFET, 在芯片 shutdown的情況下,PMOSFET能夠可靠的關(guān)斷,,從而切斷整個(gè)電流通路,,不會有任何的漏電流,這個(gè)特點(diǎn)在用在 PM_OLED 驅(qū)動的時(shí)候最有優(yōu)勢,,有些廠家的芯片在關(guān)斷的時(shí)候由于電流通路上的Diode存在,,會有電流從Vbat灌過來,形成較大的漏電流,,增加了系統(tǒng)的功耗,。 1

              Figure 1  53**  系列 Block Diagram

 由于用做并聯(lián)LED的背光驅(qū)動芯片, current match 這項(xiàng)指標(biāo)已經(jīng)有了非常明顯的提高,,并且在成本上也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于Inductor boost DC/DC型的,,所以用并聯(lián)LED燈的LCD屏越來越成為主流。 用作這類LCD屏的背光驅(qū)動芯片主要有 capacitor charge pump 型和Linear型,,它們具有低電磁干擾,低噪聲的特點(diǎn),,并且具有成本的優(yōu)勢,,所以應(yīng)用越來越廣泛。

 Fairchild  57** 系列是charge pump型的背光驅(qū)動產(chǎn)品,。目前的兩款產(chǎn)品都是6個(gè)通道的,,可以工作在1倍或1.5倍模式,。一款是可以將6個(gè)通道分為2組(4,2),,每組都可以通過PWM信號獨(dú)立控制,,這樣做的好處是設(shè)計(jì)靈活,可以將6個(gè)通道全部用于LCD的背光,,也可以將4個(gè)通道用于LCD的背光LED驅(qū)動,,2個(gè)通道用于鍵盤的LED驅(qū)動。它的效率可以最高達(dá)到92%,,current matching 在3% 以內(nèi),,典型值是0.4%,在業(yè)內(nèi)較領(lǐng)先,。另一款是可以將6個(gè)通道分為5組(2,,1,1,,1,,1),通過I2C總線可以獨(dú)立的控制每一組,,設(shè)計(jì)更為靈活,。

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      Figure 2    57** 系列 6通道charge pump 背光驅(qū)動

Linear 型的背光驅(qū)動不需要外置電感或電容實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換,它是通過降壓的方式,,設(shè)置電流來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動LED,,所以要求LED 的Vf不能太高。由于近年來隨著LED技術(shù)的發(fā)展,,LED的Vf越來越低,,已經(jīng)降到3.2V甚至更低,所以Linear型的背光驅(qū)動開始廣泛普及,,F(xiàn)airchild   56**系列的Linear背光驅(qū)動芯片的dropout為50mv,,較為領(lǐng)先。在手機(jī)的主要工作電池電壓Vbat 3.6V-3.8V之間,, 56**系列的工作效率能保持在85%或更高,。

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 56** 系列l(wèi)inear 背光驅(qū)動產(chǎn)品可以提供2通道,4通道,,6通道三種型號,。通過外置的一顆電阻來設(shè)置背光的電流,而且通過single wire的接口,,可以實(shí)現(xiàn)軟件32級的調(diào)光,。

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