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基于AP3029的便携式数码产品背光驱动电源的设计

作者:时间:2007-08-24来源:网络收藏
随着的飞速发展和迅速普及,的内部器件也面临了更高的要求,由于大多数例如手机,数码相机,MP3,PMP以及数码相框都会需要显示模块,其中的WLED也就越来越受到关注。它的性能会直接影响到显示效果,显示模块的寿命及电池的待机时间。

  近期,BCD新推出一款WLED芯片-,此款芯片在WLED和应用方面有着较大的优势,它在保证性能的前提下,提高了工作频率,进行了更高度的集成,减少了外围器件的数量及尺寸,降低了系统的成本。下面将对在WLED驱动方面的应用方案及关键参数做一下介绍。

一、简介

  AP3029是将开关管与肖特基二极管集成在内的PWM(脉冲宽度调制)模式的升压型变换器。它仅通过几颗外部器件-升压电感,输入,输出电容,反馈电阻来完成对负载WLED的驱动,且AP3029有着较高的频率(1.2MHZ),这样,还可以减小外部电感的尺寸,更加节省了系统的空间。

  AP3029有着较其它同类产品更宽的输入电压范围,可从2.5V到16V,大部分同类产品的输入电压最高只有6V,这

样可以使系统的使用范围更广泛。

  AP3029正常工作时采用输出恒定电流控制模式,它的输出电流是通过内部的基准电压和外部的反馈电阻来控制。AP3029内部的基准电压较低,只有200mV,这在一定程度上降低了驱动损耗,提高了工作效率。

  AP3029的输出电压是由负载WLED的串联个数来决定的,如果输出WLED出现断路情况,AP3029会将输出电压自动位在27V,实现过电压保护。

  AP3029 内部有软启动功能,在系统启动时,输出电压变得很平滑,且输入冲击电流也得到了限制。

  通过完善而可靠的保护功能,可以大幅度的提高系统的安全性和实用性。

二、AP3029的典型应用方案

1. AP3029驱动串联WLED应用方案:

  通常,小尺寸的显示屏幕上需要2~6颗 WLED做,普通WLED一般工作在3.2V/20mA,

  图1即为AP3029的6颗串联WLED驱动电路。根据屏幕尺寸不同可以调整WLED的数目。

AP3029驱动串联6颗WLED的典型应用图

图1. AP3029驱动串联6颗WLED的典型应用图

  AP3029 通过反馈电阻R1对WLED进行恒定电流驱动,ILED=VFB/R1。输出电压即为六颗WLED的正向电压,6*3.2+0.2=19.4V。输出功率为388mW。

  该典型应用方案的Spec如表1所示:

WLED串联输出的Spec

表1. WLED串联输出的Spec

2. AP3029驱动并联WLED应用方案:

  随着数码产品显示屏幕尺寸的增大,显示模块所需要WLED的数量也随之增加,这样就对WLED驱动芯片的性能及驱动能力提出了更高的要求。

  AP3029驱动能力强的特点在大尺寸显示屏的驱动设计中得到了充分的发挥,由于大部分数码产品都由锂电池供电,单节锂电池的输出电压范围通常为3.2V~4.2V,所以,驱动6颗以上的WLED通常采取并联驱动方式,将输出电压控制在合理的范围内。保证系统有更好的工作状态。图2即为AP3029并联驱动WLED典型应用方案。

AP3029 驱动并联10颗WLED的典型应用图

图2. AP3029 驱动并联10颗WLED的典型应用图

  该应用方案的Spec,如表2所示。

WLED 并联输出的Spec

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表2. WLED 并联输出的Spec

  表3即AP3029在85OC下驱动10颗WLED时,输出电流与反馈电压VFB的关系。如果AP3029驱动能力足够,VFB将会随着输出电流的增大基本保持不变。

85OC 时AP3029驱动10颗WLED的输出电流与反馈电压的关系

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表3. 85OC 时AP3029驱动10颗WLED的输出电流与反馈电压的关系

  在该典型应用下,正常输出电流为40mA,从表3的数据可以看出AP3029在85OC下驱动10颗WLED还会有一定的裕量。所以,AP3029 完全可以满足驱动10颗WLED的要求。

  在并联方案中,最值得注意的就是两排WLED的电流匹配问题。假如直接将两串WLED并联,该拓扑决定了两串WLED的正向电压之和。由图3可知,WLED的正向压降VF存在一定的差异,且其工作点附近(IF=20mA)的动态阻抗很小。因此两串WLED的正向电流会存在较大的差异。使输出电流不能匹配。该情况会导致两排WLED的亮度有明显差异,严重的影响了显示效果。

二极管正向电压正向电流的关系

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图3,二极管正向电压正向电流的关系

  为了解决上述问题,可以在输出端使用PNP对管来实现输出电流的匹配。连接方式见图3。在这里,要推荐使用集成PNP对管,且放大系数β〉〉2,这样可以保证两个PNP管的特征参数基本一致,减小误差,达到更好的均流效果。

表4给出了在不同的输入电压下,两排WLED(每排五个WLED)在加入均流设计前后的电流分配情况。

输出电流的均流精度

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表4,输出电流的均流精度

  在表4中可以看出输出电流经过均流设计后,电流分配情况有了本质的提高。完全满足WLED背光驱动中的电流匹配要求。

三、总结

  以上所介绍的AP3029两种驱动方式,已经过验证,结果可行,并满足客户的多种要求,被客户接受和采用。

  综上所述,AP3029 作为便携式数码产品的背光有着广大的市场,能够完全满足大部分客户的不同要求。是一种性能价格比很高的设计方案。 



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