LCD显示屏的器件选择和驱动电路设计
1. LDO选择。由于手机、PDA、数码相机和视屏游戏机消费产品都是以电池为电源,随着使用时间的增长,电源电压逐渐下降,LCD驱动IC需要一个稳定的工作电压,因此设计电路时通常由一个LDO提供一个稳定的2.8V或3.0V电压。LCM将安装在手机的上方,与手机的射频靠得很近,为了防止干扰,必须选用低噪音的LDO,如LP2985、AAT3215。
2. 白光LED。按背光源的设计要求,需要前降电压(VF)和前降电流(IF)小、亮度高(500-1800mcd)的白光LED。以手机LCM为例,目前都使用3-4颗白光LED,随着LED的亮度增加和手机厂商要求降低成本和功耗,预计到2004年中LCM都会选用2颗高亮度白光LED(1200-2000mcd),PDA和智能手机由于LCD屏较大会按需要使用4-8颗白光LED。NACW215/NSCW335和EL 99-21/215UCW/TR8是自带反射镜的白光LED,EL系列其亮度分为T、S、R三个等级,T为720-1000mcd,S为500-720mcd,都是在手机LCD背光适用之列。
白光LED的驱动需要供给恒定的电压或恒定的电流,而手机电源一开始工作后,其电压就开始往下降,因而需要升压器件升压、稳压。为了减少升压器件的工作频率对手机射频的影响,一般选用以电容器为电能传递中间体的电容式电荷泵,而以电感器为电能传递中间体的升压器能输出较高电压。
电容式电荷泵的效率按其升压方法分倍频和分数倍频二种,前者效率约90%,后者效率约93-95%;电感式升压器效率约83-85%。电容式电荷泵按其输出分恒压输出、恒流输出,按其对LED驱动的方法分并联恒压驱动、单个恒流驱动和串联恒流驱动。电感式升压器都是恒流输出,输出电压较高,对LED串联驱动。
倍频升压的电容式电荷泵如AAT3110,5V恒压输出,最大电流120mA,并联驱动LED,如图3所示。
分数倍频升压的电容式电荷泵如AAT3113,有4-6路恒流输出,每路能输出20mA电流,单个恒流驱动LED,具有32级调光功能。AAT3134将输出DAC模块分成二块,其输出可分别驱动双屏显示的大小LCM模块。
NCP5009是带光敏传感器的背光LED驱动升压器,适用于自动调光的高档手机LCM,对LED串联驱动。LM2704是可恒流驱动4颗串联LED、PWM调光的背光LED驱动升压器。
新型的电荷泵、升压器输出端都内置MOSFET,可动态地调整负载内阻,省却为平衡由于LED内阻不一致需要外加的匀流电阻。开关工作频率高的电容式电荷泵其所需的滤波电容器容量小,对RF的干扰也小。
电容器最好选择陶瓷电容器,因为陶瓷电容器无极性并具有较低的等效串联电阻(ESR),典型值小于100mΩ。陶瓷电容器的等效串联电阻值、电介质材料优劣、电容值的大小对输出纹波有重大影响。X7R电容器电介质是最好的,成本略高;X5R电容器电介质居中上,可以选用;Y5V电介质较差,不推荐选用。
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