《電子技術(shù)應(yīng)用》
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便攜式應(yīng)用設(shè)備電源設(shè)計的新趨勢(一)
來源:電子技術(shù)應(yīng)用2010年第6期
Jerry Han
美國國家半導(dǎo)體 資深產(chǎn)品工程師
摘要: 如今,,隨著集成功能的不斷增加,,移動電話還可作為便攜式媒體播放器(PMP),、數(shù)碼相機、掌上電腦(PDA),、甚至全球定位系統(tǒng)(GPS)使用,。如何獲得更加逼真的顯示、突破熱瓶頸,、高效智能地管理電源是系統(tǒng)設(shè)計人員當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn),。
Abstract:
Key words :

    如今,隨著集成功能的不斷增加,,移動電話還可作為便攜式媒體播放器(PMP),、數(shù)碼相機、掌上電腦(PDA),、甚至全球定位系統(tǒng)(GPS)使用,。如何獲得更加逼真的顯示、突破熱瓶頸,、高效智能地管理電源是系統(tǒng)設(shè)計人員當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn),。
    美國國家半導(dǎo)體(National Semiconductor)為便攜式應(yīng)用設(shè)備提供了多種電源管理解決方案:(1)智能WLED背光驅(qū)動器;(2)適用于射頻功率放大器(RF PA)的雙模式SuPA,;(3)高級電源管理裝置PMU。
1 智能WLED背光驅(qū)動器
    在過去數(shù)年里,,液晶顯示屏(LCD)已極大地改進了其尺寸和分辨率,。為使影片和圖像更逼真、更具吸引力,背光逐漸成為優(yōu)化改進的重點,。隨著高速3G數(shù)據(jù)流服務(wù)的發(fā)展,,LCD的尺寸變得越來越大,為滿足不斷增加的多媒體內(nèi)容的需求,,LCD的用電量也與日俱增,。如何延長系統(tǒng)待機時間與視頻播放時間是系統(tǒng)設(shè)計人員當(dāng)前關(guān)注的問題。
    傳統(tǒng)小面板LCD顯示屏的背光通過一對白色發(fā)光二極管(LED)來實現(xiàn),。對于小面板LCD,,白色LED并聯(lián)使用,并由一個充電泵供電,。主要原因在于充電泵的成本較低,,且每個LED的亮度均勻性要求并不十分嚴(yán)格。而大面板LCD使用6個或以上的LED,,其均勻性和效率要求非常嚴(yán)格,。在這種情況下,充電泵無法滿足其要求,,而升壓轉(zhuǎn)換器在這方面優(yōu)勢明顯,。美國國家半導(dǎo)體新推出的LM3530不僅可向多達11個串聯(lián)白色LED供電,還可控制電流,。圖1為LM3530的典型應(yīng)用電路,。

    LM3530具有1 A限電流的特征以及從2.7 V~5.5 V的輸入電壓范圍,使設(shè)備可作為一種多用途的背光電源,,非常適合用于單一鋰電池的電壓范圍,。通過I2C可兼容接口在5 mA~30 mA范圍內(nèi)調(diào)節(jié)最大LED電流。與傳統(tǒng)的WLED驅(qū)動器拓撲結(jié)構(gòu)不同,,LM3530擁有真正的關(guān)機功能以提高效率,。此外,它還具有高達43 V的過電壓保護功能,。LM3530最強大的功能在于其具有支持環(huán)境光感應(yīng)(ALS)和動態(tài)背光控制(DBC)的能力,。
    ALS:環(huán)境光感應(yīng),常用來測量外部光,。在較亮的環(huán)境中,,背光需要更大的電流來照亮顯示屏,在較暗的環(huán)境下,,背光可調(diào)低,。而在傳統(tǒng)的ALS中,處理器需要不斷輪詢環(huán)境光傳感器的輸出狀態(tài),,以確定是否要增強或減弱亮度,。
    DBC:動態(tài)背光控制,。在本系統(tǒng)中,顯示驅(qū)動器分析內(nèi)容,,并輸出背光驅(qū)動器所要求的設(shè)置,。這就是所謂的內(nèi)容調(diào)整背光控制(CABC)。在環(huán)境照明的基礎(chǔ)上調(diào)整亮度,,從而可獲得更佳的對比度和暗電平,。
    LM3530將這2個信號進行結(jié)合,并針對不同情況智能化地確定正確的背光設(shè)置,。整個過程無需處理器參與,。用戶可編程ALS的性能,從而根據(jù)不同的應(yīng)用進行定制,??紤]到可通過邏輯電平脈寬調(diào)制(PWM)信號來調(diào)節(jié)LED電流,因此可使用I2C接口啟用PWM亮度控制,。集成ALS和CABC支持能力可節(jié)省高達50%的電能,。
    從典型應(yīng)用電路上可以看到,LM3530集成有將模擬輸出環(huán)境光傳感器信號轉(zhuǎn)換成用戶指定亮度級的雙輸入環(huán)境光感應(yīng)接口(ALS1和ALS2),。環(huán)境光感應(yīng)電路具有4個可編程邊界,,定義了5個環(huán)境亮度區(qū)域。每個環(huán)境亮度區(qū)域?qū)?yīng)1個可變編程亮度閾值,??删幊痰腁LS接口用來接收來自ALS1或ALS2的最低電壓和最高電壓,或選擇接收來自ALS1或ALS2的環(huán)境光信息,。在區(qū)域改變之后,,LM3530將發(fā)出中斷信號,處理器可調(diào)節(jié)鍵盤發(fā)光二極管或進行其他操作,;ALS輸入端還可以使用近程傳感器,,當(dāng)有電話呼入且用戶接聽電話時,手機可讓LM3530選擇接收近程傳感器輸出,。LM3530將鎖定顯示屏并相應(yīng)地減弱背光,,以節(jié)省電能并防止誤觸發(fā)觸控面板。除ALS和DBC以外,,12位調(diào)光器能夠輕松地平順調(diào)光的工作,。與此同時,在任何給定的最大LED電流設(shè)置條件下,,可采用127指數(shù)或線性調(diào)光級別進一步調(diào)節(jié)LED亮度,。(未完,下期待續(xù))

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