新型LED白色光无电感升压电路MAX1759及其新技术

摘要：本文介绍MAX1759LED白色光无电感升压电路技术和新LED白色光技术应用

关键词：白色光LED 无电感升压电路 偏置电流

1、前言

随着彩色LCD在手持设备中日渐广泛的应用，人们产生了对于小巧且廉价的白色背光源的需求，并且越来越广泛。传统方案采用冷阴极荧光灯(CCFL)和电致发光(EL)板，但这些电路对于当前的手持式消费类产品而言存在尺寸大、价格昂贵、复杂等高等问题。目前，近期LED技术的发展已产生了一种能够发出白光的LED。白光LED与传
舶背光源相比具有许多优势，其中包括小尺寸、低成本、复杂度低、高可靠性等。

当今，多功能的新一代蜂窝电话已在国内外市场广泛使用。新一代手机不仅尺寸小巧，而且集成了更多的功能，如PDA功能，收／发电子邮件，短信服务，以及在大尺寸、色彩丰富的显示器上浏览互联网信。有些手机型
号还包含了调频(FM)收音机。MP3播放器、甚至分辨率较高的数码相机等。

无论其功能如何，对消费者而言，总是期望在手持设备不增加尺寸的情况下提供持久的电池寿命。即在一个更狭小的机匣之中既能具有更多功能同时又只消耗更少功率．这样给电源管理设计提出了极为苛刻的要求。为了应对桃战，制造商必须解决以下新课题：

在电源管理器IC(PMIC)的基础上进一步深化、拓宽白光LED新潮技术和器件的应用，以完成新型手持或手机的配套的最佳选择。而本文将就白光LED新潮技术和器件的应用作介绍。

2、白色LED是新技术方案

2．1 紧凑的无电感升压电路MAX1759-调节白光的偏置电流

白光LED正向电压的典型值约为3．5V±10％，只需为器件提供正向偏置即可得到白色光。当白色光LED正向电压高于电池电压时需要升压电路，传统的解决方案是利用升压电路、通过镇流电阻为LED提供偏置，这种方案存在两个缺陷：首先，白光LED较宽的正向电压变化范围会造成较大的偏置电流变化、导致亮度偏差；其次，传统的升压方案在输入与输出之间有一条直流通路(即使在关断状态)，使不工作的LED不必要地消耗电池电流。

为克服上述弊端，而采用新型无电感升压电路MAXl759(即稳压型升／降压电荷泵)，是一种结构紧凑的解决方案，见图1所示电路。稳压型升／降压电荷泵采用小尺寸(uMAX)封装，可提供100mA输出电流。按照图1中配置，可直接为白光LED提供稳定的偏置电流，为多个并联LED提供偏置时具有较好的亮度分布。MAXl759电路在关断状态下输入与输出之间没有直流通路，用户能够利用输入控制背光的通、断。该电路还带有一个“电源正常”(POK)输出，告知微处理器背光是否己准备好。

而图1所示的输入C1R1C2“∏”型滤波器可将反射到输入端的电压纹波限制到仅40mVp-p(当VIN=3．6V时)。由于输出电压纹波不影响视觉效果，在本应用中被放在次要位置考虑，允许选用一个小的输出容C3(0．22uF)。即使这样，输出纹波也只有400mVp-p。

2．2 直接选用高集成度的分离方案的选用-高效率升压转换器MAXl582的应用

由于白色LED因其电路简单和非常高的可靠性现已成为背光应用中的主流，其效率高于卤素灯。如新一代蜂窝电话一般使用3或4只白色LED在主显示屏中，2只白色LED在副显示屏中(折叠式设计)，还有6只或更多白色或彩色LED在键盘的背面。如果集成有相机的话，还至少需要4只白色LED用于闪光灯／频闪和MPEG影像照明。这样，在一个手机内总共用到了16只LED，它们全部都需要恒流驱动。

由于数年前，第一代彩显手机采用的是效率较低的1．5倍压电荷泵和镇流电阻，通这样利用BUCK转换器驱动PA所省下的40MA电流白血被费了。如今。大多数设计中采用基于电感的升压转换器来获得更高的转换效率。而新推出的1倍／1．5倍压电荷泵可以获得同样高的效率，而且省去了外部电感，只是与白色LED连接时需要许多引线。由于LED电源的市场非常大，为此，许多性能价格比高的IC被设计出来用于此目的，但设计中需要考虑的因素包括：高效率与小尺寸外部元件；低输入纹波(防止噪声耦合到其它电路)；简单的调光接口以及其他一些有利于降低成本或增加可靠性的特性，例如输出过压保护。

现在一些手机电源管理器(PMIC)包括一个白色LED电源，但通常不能驱动多个显示器或相机的频闪，而且可能存在效率低或开关速度过慢的问题。为此，必须要采用这大尺寸的电感和电容，这样的后果是会带来很大输入纹波。那如何解决?

据此，在设计中常常采用一个分离的IC与PMIC配合工作或直接选用高集成度的分离方案。值此介绍的是高集成度的分离方案，见图2所示：即用高效率的升压转换器MAXl582所产的电源电压，来照亮手机主显示器(6只色LED)、辅助显示器(2只色LED)和键盘(3只色LED)的(白色LED设计新方案图。其输入电压为2．6v-5．5v，由于白色LED正向电压的典型值约为3．5V±10％则输出电压Voutl应大于11v，输出电压Vout2应大于7v。这样解决了白色LED背光是手机中用电大户之一的难题。其L为22uH微型外部电感。

3、结束语

应该说随着手持设备特别是蜂窝电话型号与功能的增多,其对PMIC的要求也越来越高，面临这新桃战、新课题，制造商与设计人员当务之急是应开发符合新发展要求的白色LED电源的新技术。从以上分析可以出，无论何种形式其共同的特征是体积小、低成本、高效率。