最近几年中,便携应用中的照明设备发生了很大的变化。对于消费者来说,这种变化意味着更大的显示器,更多的指示灯或照相用的闪光灯。

但制造这些新的照明器件会带来以下技术问题。

● 如何正确地在系统中划分LED驱动器
● 能耗的限制
● 发射噪声
● 控制接口和可编程性
● 安全问题
● 外置元件的体积
● 系统成本

显示器背光源

显示器的背光LED驱动器从最初的4 LED驱动器发展到最多能驱动10个LED的双显示器背光驱动器。现在,LED驱动器已经可以成为显示器的一部分或是安装在主板上。虽然一小部分便携产品拥有无需背光源的OLED显示屏,但是却需要照明用的偏置电压。

LED在手机中的应用

依据LED的数目和最大正向电压,串连方式需要通过DC/DC变换器将电池电压提升到16～20V。在这种应用中,电感通常为3.5mm×3.5mm×1mm,一般还有一个25V的输出电容。这样,这个系统的尺寸就会比类似的电荷泵应用方案要大。但是,变换器解决方案有完美的匹配性和更高的LED效率。

有些制造商把LED驱动器的功能加入基带电源管理单元中,这样就形成一个性价比很高但不灵活的解决方案。而设计中对光源的要求变化很大,而PMU供电的LED驱动器只能用来开关LED。如果PMU不能驱动背光源,就需要增加额外的驱动器,这样会增加系统成本。

当LED驱动器内置在显示模块中时,系统的高度就成为了决定性因素。直到现在,电荷泵解决方案仍旧是最厚的,但是新的电感已经接近了0.8mm的厚度。此外,一些片式电感使那些薄显示器既能使用电荷泵,又能使用隔离式DC/DC变换器。

另一个考虑因素是控制接口,单使能、双使能、I2C兼容、SPI串行接口已经应用在许多产品中了,它们能提供最方便和灵活的控制。

在不远的将来,背光源的色彩饱和度将会是区分产品的一个标准。新的RGB LED背光技术,将会给小型的显示器提供更亮的色彩。这是一项新技术,但是与传统的LED比较起来,它能提供高达110％ NTSC色彩饱和度。

高效率的显示器背光并不仅是由正确选择LED或背光驱动器而获得的。背光的亮度应该由环境光所控制的,而且功耗要低。环境光回馈控制技术依赖于传感器的位置、型号和用户要求。环境光控制显示器不仅更有效,而且能给消费者提供更多的自然观感。

彩色LED驱动器

彩色LED驱动器通常被用作指示光源,最常见的功能就是当电话接入的时候显示为红色。彩色LED包括了简单的控制器（没有升压转换器）到完整的LED驱动器。许多新的PMU都集成了GPIO来驱动彩色LED。

彩色LED不仅被用作提示光源,还用在娱乐、警告、键盘导引或手机定制化当中。在键盘上,RGB LED能照亮适度的区域来使输入更容易。而在MP3模式中,控制音量和音轨的按键将显示不同的色彩。

当然,使用更多的彩色LED的代价就是更高的功耗,布线的困难和增加控制软件。最合理的方法就是使用带有内置DSP的分立式彩色驱动器和升压电路以提供更大的灵活性,使用现有的布线和串行接口以及减少功耗。功耗是很重要的,指示LED往往在待机模式下被打开,这会减少待机时间。

典型的LED驱动器是由基带或电源管理芯片来控制的,这会增加待机电流。而新的彩色LED驱动器通过内置命令模式来实现最小控制,通过类似C语言的代码,用户能编排延迟、斜坡、衰减、闪烁、回路和触发信号指令。这些指令存储在LED驱动器中,会随指令自动开关。因为控制指令是预先定义的,LED驱动器便能优化输出功耗,根据需求相应的打开或关断升压变换器。

这种LED驱动器具有单输出、三输出、六输出或十二输出多种类型。器件通常由串行接口控制,消除了额外的GPIO。此外,外置LED驱动器很简单,因为典型的封装小于2mm×2mm。

闪光LED驱动器

拥有闪光灯的高分辨率相机通常不会改变图像质量,除非处在非常暗的条件下。而采用带有闪光LED驱动器的闪光LED会极大地提高图片质量。不幸的是,闪光的能量越强,设计越难达到。通常,对新LED的能量要求是3～5W,意味着最差的电池也要提供2～3A的电流。这样大的电流会导致极大的电压降,除非设计能使线路阻抗最小化,提供EMI防护、无线TX功能和超级电容。

闪光LED驱动器集成了指示LED驱动器,用于安全防护的闪光钟,TX禁止管脚和闪光与自动调节的触发管脚。在将来,当电池电压降到2.3V的时候,闪光LED驱动器就会需要使用超级电容。