背光应用LED电源管理方法

大多数便携式电子设各的小尺寸彩色LCD显示器都采用白光LED作为背光源。这些LED驱动电路由输出电压随时间变化的电池供电。因此，最佳的LED驱动电路设计包括电池类型、LCD特性、系统功耗要求和效率、LED驱动器IC及其外部器件、PCB布局和器件布局、LED驱动器可能产生的噪声，以及移动电话应用中的RE抑制电路等内容。
　目前使用最广泛的电池是锂离子电池。这种电池的满电量电压为4.2V，但当电池放电时，电压下降到3.2V，因此驱动器电路必须工作在这一输入电压范围内。LED输人功率的变化会影响LED的亮度和效率。LED的光输出与其电流成正比，因此为保持亮度不变，就需要专用驱动电路来控制LED阵列的每个LED，以使其保持恒定电流。当设各工作在低温条件下或者电池电压很低时，也必须如此。

　　1．LED驱动IC

　　如何实现LCD平板显示屏背光源驱动电路的高性能，是当前便携电子设备设计面临的重要挑战。在大多数背光设计中，白光LED沿LCD一侧均匀间隔排列。LED的数量与LCD尺寸成正比。有些LCD已经集成了以串联或并联方式连接的LED。一般情况下，较大尺寸的LCD要求采用串联LED拓扑结构、某些情况下甚至要求多个LED串并联。串联配置有益于确保一行中的所有LED都保持相同电流，而使这些LED在整个面板上具有相同的亮度。串联拓扑结构的好处是驱动器与LCD的连线最少，这通常可以通过采用小尺寸、低成本的挠性PCB来实现。

　　用于背光的小尺寸白光LED一般在通过20mA电流时的正向电压为3.4V。这些LED所要求的电压可能比电池能提供的电压高，因此必须对驱动器的输入电压进行升压。在LCD设计中提高LED的电压有两种方法：采用电荷泵拓扑结构或电感升压变换器。串联拓扑通常采用电感升压驱动器，而并联LED 拓扑则上般采用分数电荷泵。LCD配置和总体系统需求通常确定了是采用电荷泵还是电感升压变换器。电荷泵往往更加容易实现，并且可以确保噪声更低，而电感升压变换器则具有更高的效率。采用电感升压变换器驱动8个串联的白光LED电路如图1所示。

　　图1 采用电感升压转换器驱动8个串联的白光LED电路