安森美电流模式llc的LED四模电荷泵,仅使用2个开关电容就实现了1.33x模升压,具体原理图是咋样的呢?

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新型Quad-Mode电荷泵为LED驱动提供高性价比1.33x模式
由于简单、成本低且尺寸小于CCFL背光源,白光LED在便携设备LCD背光源的应用中非常流行。不过,无论LED灯是并联方式还是串联方式,大多数手持设备的电池电压都不足以持续驱动LED,所以需要升压转换器。
目前常见的LED驱动器包括基于电容的电荷泵和基于电感的DC/DC。传统的基于电感的DC/DC能提供宽的升压范围,但由于体积较大和容易产生EMI问题,在日益追求纤薄的手持设备应用中受到了限制。电荷泵虽然在体积和EMI问题上得到了解决,但其不及DC/DC的效率一直令人头痛。
在一个电池供电的系统中,典型的电荷泵工作过程如下:在电池充满电的状态下,其电压足以直接驱动LED,此时电荷泵处于不工作状态(1x),电池的电压通过一个开关直接输出到VOUT然后驱动LED。而随着电池的放电,电池电压会逐步降低,当降低到一定程度不足以直接驱动LED时,电荷泵电路开始相继以1.5x或2.0x模式工作。
为了提高系统效率,目前常见的LED驱动的主流解决方案都集成了这几种操作模式,即1x、1.5x与2x模式。Catalyst半导体的营销副总裁Scott Brown指出,随着对驱动效率越来越高的要求,需要更加精确的控制电压,此时出现了1.33x的模式。例如手机应用中,采用传统的三模式,设计者通过种种努力提高电压转换效率,但成绩往往局限于2-3%;而增加了1.33x后,一举可将效率提升10%左右。
仅用两个电容实现1.33x升压模式
迎合这一趋势,目前已经有部分主流厂商开始推出1.33x模式的驱动。例如几个月前某知名厂商推出的LED驱动产品中就增加了1.33x模式,并在LED显示背光控制、键盘背光、高功率照相机闪光灯等多种应用中受到了广泛的欢迎。但是这种传统的1.33x驱动电路需要3个飞驰电容,详见图1所示。用3个飞驰电容实现的电荷泵提供的效率足可以和电感式转换器相媲美,但是一般需要的管脚数目达24个或更多。
近日,Catalyst半导体公司推出了一种基于Quad-Mode专有技术的LED驱动器——CAT3636。这种创新的电荷泵架构,通过增加一个巧妙的步骤,仅使用两个飞驰电容就实现了1.33x升压模式(详见图2),而管脚数目仅为16个。
由于没有增加额外的电容,Quad-Mode架构不会增加成本、元件数和电路板空间,效率高达92%(平均效率84%),几乎等同于电感式LED驱动器的效率,同时却消除了伴随而来的电感器尺寸过大以及对手机显示和无线通信等的性能都有影响的EMI问题。图3中对Quad-Mode架构与其它模式的转换效率进行了对比。
CAT3636包括6个LED电流槽(current sinks),分配到3个独立组中分别配置;每组包括一对整流严谨且输出匹配良好的通道。在这款驱动器中,依然通过Catalyst灵活的单线EZDim编程接口(地址和数据),获得了完全的可编程性以及模糊控制能力,这就允许对LED控制组进行单独且精确地设定。另外,还可对用于主、副显示屏或结合RGB LED、闪光灯功能的彩色LCD背光进行灵活控制。
500) this.width=500;'SRC="/gzshow?acebd91a326d16ca91a70ad0e4c3fb39dcaccb62c4126a"> 图1:传统的1.33x电荷泵需要三个额外的飞驰电容
其它典型的特性包括:同时驱动6个LED灯,满足了主流手机应用方案的要求;3×3mm的TQFN微型封装以及更高的转换效率,特别适合目前便携式产品轻薄化的趋势;特有的新型1.33x操作模式减少了由电池端所见的输入切换电流,可使整体电源端噪声达到最小;提供短路保护和热过载故障保护措施。
500) this.width=500;'SRC="/gzshow?acebd91a326d16ca91a70ad0e4c22591deb1ec21aa06eb3dc4126a"> 图2:Catalyst新型1.33x电荷泵采用Quad-Mode架构消除了一个额外的飞驰电容
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Copyright &. All rights reserved. 国际工业设备在线 版权所有安森美半导体为便携设备提供适合的LED驱动器方案
安森美半导体为便携设备提供适合的LED驱动器方案
白光LED广泛用于小型液晶显示器(LCD)面板及键盘背光以及指示器应用。高亮度LED则用于手机和数码相机的闪光光源。这些应用需要优化的驱动器解决方案,能够延长电池使用时间、减小印制电路板(PCB)面积及高度。在这些应用领域,常见的LED驱动器方案涉及线性、电感型或电荷泵型不同拓扑结构,各有其特点。例如,电感型方案总能效最佳;电荷泵方案由于使用低高度陶瓷电容,占用的电路板面积和高度极小;线性方案非常
白光LED广泛用于小型液晶显示器(LCD)面板及键盘背光以及指示器应用。高亮度LED则用于手机和数码相机的闪光光源。这些应用需要优化的驱动器解决方案,能够延长电池使用时间、减小印制电路板(PCB)面积及高度。在这些应用领域,常见的LED驱动器方案涉及线性、电感型或电荷泵型不同拓扑结构,各有其特点。例如,电感型方案总能效最佳;电荷泵方案由于使用低高度陶瓷电容,占用的电路板面积和高度极小;线性方案非常适合色彩指示器以及简单的背光应用。安森美半导体提供所有这三种类型拓扑结构的LED驱动器方案(参见图1),满足用户不同的应用需求。
图1:低压便携设备应用的不同LED驱动器拓扑结构示例
在电荷泵型方案方面,安森美半导体提供支持不同调光类型的产品,如单模、双模、三模或四模电荷泵方案等,如CAT3200、NCP5602、NCP5612、NCP5623、CAT3606、CAT3616、CAT3626、CAT3603、CAT3604、CAT3614、NCP5603等。以NCP5623为例,这是一款采用2.0 mm&2.0 mm&0.55 mm LLGA-12无铅封装的高能效LED驱动器,带有I2C接口,内置渐进调光功能,特别设计用于驱动手机等便携产品中的RGB LED装饰光和增强型LCD背光。NCP5623实现94%峰值能效和低于1微安的待机电流,将便携设备电池工作时间延至最长。对典型应用而言,该器件除了具备极小型IC封装的优势之外,兼具仅需4个无源元件就能工作的特点。该器件还具备短路和过压保护功能,在LED失效时保护系统。
值得一提的是,安森美半导体还提供多款四模电荷泵型LED驱动器,如CAT3636、CAT3637、CAT3604V、CAT3643、CAT3644、CAT3647、CAT3648和NCP5604A/B等。从CAT3648为例,这是安森美半导体的一款拥有专利的高能效四模(Quad-Mode&)自适应分数型(fractional) LED驱动器,能以25 mA电流驱动多达4颗LED(见图1),能效高达92%。这种四模驱动器提供1x、1.33x、1.5x和2x四种模式,与提供1x、1.5x和2x三种模式的大多数电荷泵型驱动器相比,能效高10%,且无需额外电容,将LED驱动器性能提升到新的水平。这些驱动器适合在低压便携设备小尺寸LCD背光、LED闪光应用中驱动白光LED。
在电感升压型方案方面,安森美半导体提供采用PWM调光方式的不同产品,如输出电流在20 mA到50 mA之间的CAT32、CAT37、CAT4137、CAT4139、CAT4237、CAT4238和NCP5005、NCP5010,以及提供更大输出电流的CAT mA)、NCP mA)和NCP mA)等。这些电感升压型驱动器适合在低压便携设备背光和闪光应用中驱动白光LED。
在线性背光驱动器方案方面,安森美半导体提供2到4个通道的多款单模LED驱动器,如CAT4002A、CAT4002B、CAT4003B、CAT4004A和CAT4004B等。这些背光驱动器提供32级调光控制,提供25 mA的固定或可调节输出电流和低于1 &A的极低关闭电流,而且没有开关电源噪声问题。这些单模LED驱动器通常作为系统级方式的一部分,用于设计集成低电压LED和简单LED驱动器的背光电路。这些驱动器电路简单,帮助延长电池使用时间、降低成本(如节省外部电容)及降低噪声,为入门级便携产品及低成本手机市场提供一种简单的方案。
图2:CAT4002B应用电路图。
专门用于相机闪光的LED驱动器方案
值得一提的是,在相机闪光应用中,除了可以使用NCP5005和CAT4134这样的电感升压型驱动器,还可以使用NCP5680和CAT3224这样的电荷泵型驱动器,从而支持高百万像素相机闪光,以及替代氙气闪光,配合纤薄设计。其中,NCP5680和CAT3224均是基于超级电容的LED驱动器,分别可提供10 A和4 A的大闪光电流。
实际上,如今的500万像素或更高分辨率的相机为了在弱光下拍得高分辨率的照片,需要高亮度的闪光。当今的白光LED能够提供这个等级的光能,但需要比相机电池能提供的能量高出近400%。以安森美半导体的NCP5680为例,这器件配合电池管理一颗超级电容来驱动LED闪光至充分亮度,提供达10 A的大峰值电流。NCP5680中的集成驱动器还管理超级电容,处理其它峰值功率功能,如变焦、自动对焦、音频、视频、无线传输、GPS数据读取及射频(RF)放大,延长电池使用时间而不放弃纤薄型设计。NCP5680集成了超级电容充电、浪涌电流管理和LED电流控制所需的全部电路,节省设计人员的开发时间、电路板空间及元器件成本。
图3:业界首款单芯片4 A超级电容LED驱动器CAT3224应用电路图。
CAT3224则是业界首款4 A单芯片超级电容LED驱动器(见图3),集成了双模1x/2x电荷泵,提供三项关键功能:精密的超级电容充电控制、电流放电至LED闪光的管理,以及为LED手电筒模式提供恒流。这三种模式的工作电流能以3颗外部电阻作简易编程,能吸收达4 A的LED闪光脉冲电流。超级电容技术的高峰值电流优势,结合CAT3224简单的并行逻辑接口,使这器件成为采用LED替代氙气灯的应用的极佳选择。
其它新颖LED驱动/控制器
在低压便携设备应用方面,除了上述LED驱动器,安森美半导体还提供其它一些新颖的产品,如NCP5890和CAT3661。其中,NCP5890是一款独特的照明管理集成电路(LMIC),以3 mm x 3 mm x 0.5 mm的极小型封装中集成了液晶显示器(LCD)背光、装饰光控制和环境光感测功能。
众所周知,当今的便携电子产品很流行较大的LCD屏幕和LED照明效果。为了满足所有这些照明要求,硬件设计人员通常需要采用数个LED驱动器。由于电路板空间有限,要实现更先进的照明效果,通常需要大量的软件编程和微控制器(MCU)资源。安森美半导体提供NCP5890这样的更简单单芯片硅解决方案,具有多种以指令控制实现的照明效果,帮助硬件设计工程师满足他们特定的照明和电源设计目标。这款照明管理IC具有30 V输出电压能力,驱动串联LED,实现对LCD屏幕的均衡背光。此外,这器件控制三组白光 LED或RGB LED,在键盘或底盘上营造出装饰光图案,与背光形成独特的组合。这驱动器还根据环境光的亮度来调节背光电流,从而延长电池使用时间。NCP5890是紧凑型智能手机等应用的专用解决方案。
图4:针对扣式电池优化的CAT3661 LED驱动器应用电路图。
如今,越来越多的创新型便携设备采用扣式电池(coin cell)供电,如医疗应用中的血糖仪、数字体温计、血氧计、呼吸分析仪和生理监测仪等。由于这种电池的独特特性以及需要长工作寿命,这些紧凑型应用需要定制的LED驱动器,不仅要管理背光,还要监测电池电量。在这类应用中,可以采用安森美半导体计划于2010年下半年推出的CAT.5 V单LED驱动器。这器件同样采用安森美半导体专利的四模(Quad Mode)电荷泵架构,能效高达92%,静态电流低至约150 &A,提供可调节的低电池电量检测功能,以及强固的LED故障监测、软启动和短路限制等保护功能,采用低高度的3 x 3 mm TQFN-16封装,非常适合这些便携设备应用。
安森美半导体身为应用于绿色电子产品的首要高性能、高能效硅方案供应商,运用公司在低压和高压技术,以及在电源管理方案方面的专长,提供全面的LED驱动或控制解决方案。本文着重介绍了安森美半导体采用不同拓扑结构、用于低压便携设备背光或指示器应用的各种白光或RGB LED驱动器,并专门介绍了安森美半导体用于要求大电流能力的便携设备闪光应用的驱动器,以及集成了多种功能的照明管理集成电路和针对扣式电池优化了的LED驱动器,方便工程师结合具体应用选择适合的产品。
参考资料:
安森美半导体LED照明方案选型手册,/pub/Collateral/BRD8034-D.PDF
NCP5680数据手册,/pub_link/Collateral/NCP5680-D.PDF
CAT3224数据手册,/pub_link/Collateral/CAT3224-D.PDF
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深圳市镭彩科技有限公司如何为低压便携设备背光或闪光选择适合的LED驱动器方案
如何为低压便携设备背光或闪光选择适合的LED驱动器方案
摘要:实现了一种全集成可变带宽中频宽带低通滤波器,讨论分析了跨导放大器-电容(OTA&C)连续时间型滤波器的结构、设计和具体实现,使用外部可编程电路对所设计滤波器带宽进行控制,并利用ADS软件进行电路设计和仿真验证。仿真结果表明,该滤波器带宽的可调范围为1~26 MHz,阻带抑制率大于35 dB,带内波纹小于0.5 dB,采用1.8 V电源,TSMC 0.18&m CMOS工艺库仿真,功耗小于21 mW,频响曲线接近理想状态。关键词:Butte
白光LED广泛用于小型液晶显示器(LCD)面板及键盘背光以及指示器应用。高亮度LED则用于手机和数码相机的闪光光源。这些应用需要优化的驱动器解决方案,能够延长电池使用时间、减小印制电路板(PCB)面积及高度。在这些应用领域,常见的LED驱动器方案涉及线性、电感型或电荷泵型不同拓扑结构,各有其特点。例如,电感型方案总能效最佳;电荷泵方案由于使用低高度陶瓷电容,占用的电路板面积和高度极小;线性方案非常适合色彩指示器以及简单的背光应用。安森美半导体提供所有这三种类型拓扑结构的LED驱动器方案(参见图1),满足用户不同的应用需求。&图1:低压便携设备应用的不同LED驱动器拓扑结构示例在电荷泵型方案方面,安森美半导体提供支持不同调光类型的产品,如单模、双模、三模或四模电荷泵方案等,如CAT3200、NCP5602、NCP5612、NCP5623、CAT3606、CAT3616、CAT3626、CAT3603、CAT3604、CAT3614、NCP5603等。以NCP5623为例,这是一款采用2.0 mm&2.0 mm&0.55 mm LLGA-12无铅封装的高能效LED驱动器,带有I2C接口,内置渐进调光功能,特别设计用于驱动手机等便携产品中的RGB LED装饰光和增强型LCD背光。NCP5623实现94%峰值能效和低于1微安的待机电流,将便携设备电池工作时间延至最长。对典型应用而言,该器件除了具备极小型IC封装的优势之外,兼具仅需4个无源元件就能工作的特点。该器件还具备短路和过压保护功能,在LED失效时保护系统。值得一提的是,安森美半导体还提供多款四模电荷泵型LED驱动器,如CAT3636、CAT3637、CAT3604V、CAT3643、CAT3644、CAT3647、CAT3648和NCP5604A/B等。从CAT3648为例,这是安森美半导体的一款拥有专利的高能效四模(Quad-Mode&)自适应分数型(fractional) LED驱动器,能以25 mA电流驱动多达4颗LED(见图1),能效高达92%。这种四模驱动器提供1x、1.33x、1.5x和2x四种模式,与提供1x、1.5x和2x三种模式的大多数电荷泵型驱动器相比,能效高10%,且无需额外电容,将LED驱动器性能提升到新的水平。这些驱动器适合在低压便携设备小尺寸LCD背光、LED闪光应用中驱动白光LED。在电感升压型方案方面,安森美半导体提供采用PWM调光方式的不同产品,如输出电流在20 mA到50 mA之间的CAT32、CAT37、CAT4137、CAT4139、CAT4237、CAT4238和NCP5005、NCP5010,以及提供更大输出电流的CAT mA)、NCP mA)和NCP mA)等。这些电感升压型驱动器适合在低压便携设备背光和闪光应用中驱动白光LED。在线性背光驱动器方案方面,安森美半导体提供2到4个通道的多款单模LED驱动器,如CAT4002A、CAT4002B、CAT4003B、CAT4004A和CAT4004B等。这些背光驱动器提供32级调光控制,提供25 mA的固定或可调节输出电流和低于1 &A的极低关闭电流,而且没有开关电源噪声问题。这些单模LED驱动器通常作为系统级方式的一部分,用于设计集成低电压LED和简单LED驱动器的背光电路。这些驱动器电路简单,帮助延长电池使用时间、降低成本(如节省外部电容)及降低噪声,为入门级便携产品及低成本手机市场提供一种简单的方案。图2:CAT4002B应用电路图。专门用于相机闪光的LED驱动器方案值得一提的是,在相机闪光应用中,除了可以使用NCP5005和CAT4134这样的电感升压型驱动器,还可以使用NCP5680和CAT3224这样的电荷泵型驱动器,从而支持高百万像素相机闪光,以及替代氙气闪光,配合纤薄设计。其中,NCP5680和CAT3224均是基于超级电容的LED驱动器,分别可提供10 A和4 A的大闪光电流。实际上,如今的500万像素或更高分辨率的相机为了在弱光下拍得高分辨率的照片,需要高亮度的闪光。当今的白光LED能够提供这个等级的光能,但需要比相机电池能提供的能量高出近400%。以安森美半导体的NCP5680为例,这器件配合电池管理一颗超级电容来驱动LED闪光至充分亮度,提供达10 A的大峰值电流。NCP5680中的集成驱动器还管理超级电容,处理其它峰值功率功能,如变焦、自动对焦、音频、视频、无线传输、GPS数据读取及射频(RF)放大,延长电池使用时间而不放弃纤薄型设计。NCP5680集成了超级电容充电、浪涌电流管理和LED电流控制所需的全部电路,节省设计人员的开发时间、电路板空间及元器件成本。图3:业界首款单芯片4 A超级电容LED驱动器CAT3224应用电路图。
型号/产品名
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在电荷泵型方案方面,安森美半导体提供支持不同调光类型的产品,如单模、双模、三模或四模电荷泵方案等,如CAT3200、NCP5602、NCP5612、NCP5623、CAT3606、CAT3616、CAT3626、CAT3603、CAT3604、CAT3614、NCP5603等。以NCP5623为例,这是一款采用2.0 mm&2.0 mm&0.55 mm L-12无铅封装的高能效LED驱动器,带有I2C接口,内置渐进调光功能,特别设计用于驱动手机等便携产品中的RGB LED装饰光和增强型LCD背光。NCP5623实现94%峰值能效和低于1微安的待机,将便携设备电池工作时间延至最长。对典型应用而言,该器件除了具备极小型封装的优势之外,兼具仅需4个无源元件就能工作的特点。该器件还具备短路和过压保护功能,在LED失效时保护系统。
值得一提的是,安森美半导体还提供多款四模电荷泵型LED驱动器,如CAT3636、CAT3637、CAT3604V、CAT3643、CAT3644、CAT3647、CAT3648和NCP5604A/B等。从CAT3648为例,这是安森美半导体的一款拥有专利的高能效四模(Quad-Mode&)自适应分数型(fractional) LED驱动器,能以25 mA电流驱动多达4颗LED(见图1),能效高达92%。这种四模驱动器提供1x、1.33x、1.5x和2x四种模式,与提供1x、1.5x和2x三种模式的大多数电荷泵型驱动器相比,能效高10%,且无需额外,将LED驱动器性能提升到新的水平。这些驱动器适合在低压便携设备小尺寸LCD背光、LED闪光应用中驱动白光LED。
在电感升压型方案方面,安森美半导体提供采用调光方式的不同产品,如输出电流在20 mA到50 mA之间的CAT32、CAT37、CAT4137、CAT4139、CAT4237、CAT4238和NCP5005、NCP5010,以及提供更大输出电流的CAT mA)、NCP mA)和NCP mA)等。这些电感升压型驱动器适合在低压便携设备背光和闪光应用中驱动白光LED。
在线性背光驱动器方案方面,安森美半导体提供2到4个通道的多款单模LED驱动器,如CAT4002A、CAT4002B、CAT4003B、CAT4004A和CAT4004B等。这些背光驱动器提供32级调光控制,提供25 mA的固定或可调节输出电流和低于1 &A的极低关闭电流,而且没有问题。这些单模LED驱动器通常作为系统级方式的一部分,用于设计集成低LED和简单LED驱动器的背光电路。这些驱动器电路简单,帮助延长电池使用时间、降低成本(如节省外部电容)及降低噪声,为入门级便携产品及低成本手机市场提供一种简单的方案。
图2:CAT4002B应用电路图。
专门用于相机闪光的LED驱动器方案
值得一提的是,在相机闪光应用中,除了可以使用NCP5005和CAT4134这样的电感升压型驱动器,还可以使用NCP5680和CAT3224这样的电荷泵型驱动器,从而支持高百万相机闪光,以及替代氙气闪光,配合纤薄设计。其中,NCP5680和CAT3224均是基于超级电容的LED驱动器,分别可提供10 A和4 A的大闪光电流。
实际上,如今的500万像素或更高分辨率的相机为了在弱光下拍得高分辨率的照片,需要高亮度的闪光。当今的白光LED能够提供这个等级的光能,但需要比相机电池能提供的能量高出近400%。以安森美半导体的NCP5680为例,这器件配合电池管理一颗超级电容来驱动LED闪光至充分亮度,提供达10 A的大峰值电流。NCP5680中的集成驱动器还管理超级电容,处理其它峰值功率功能,如变焦、自动对焦、音频、视频、无线传输、GPS数据读取及射频(RF)放大,延长电池使用时间而不放弃纤薄型设计。NCP5680集成了超级电容充电、浪涌电流管理和LED电流控制所需的全部电路,节省设计人员的开发时间、电路板空间及元器件成本。
图3:业界首款单芯片4 A超级电容LED驱动器CAT3224应用电路图。
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低电压可携式装置背光或闪光应用选择适合的LED驱动器方案
白光广泛用于小型液晶显示器(LCD)面板、键盘以及指示器应用。高亮度则用于手机和数位相机的闪光光源。这些应用需要最佳化的解决方案,能够延长电池使用时间、减小印制电路板(PCB)面积及高度。在这些应用领域,常见的方案涉及线性、电感型或电荷泵型不同拓扑结构,各有其特点。例如,电感型方案总效能最佳;电荷泵方案由于使用低高度陶瓷电容,佔用的电路板面积和高度极小;线性方案非常适合色彩指示器以及简单的应用。安森美半导体提供所有这三种类型拓扑结构的led方案(参见图1),满足用户不同的应用需求。 图1:低压可携式装置应用的不同LED驱动器拓扑结构示例 在电荷泵型方案方面,安森美半导体提供支持不同调光类型的产品,如单模、双模、三模或四模电荷泵方案等,如CAT3200、NCP5602、 NCP5612、NCP5623、CAT3606、CAT3616、CAT3626、CAT3603、CAT3604、CAT3614、NCP5603 等。以NCP5623为例,这是一款采用2.0 mm×2.0 mm×0.55 mm LLGA-12无铅封装的高效能LED驱动器,带有I2C接口,内置渐进调光功能,特别设计用于驱动手机等可携式产品中的RGB LED装饰光和增强型LCD。NCP5623实现94%峰值效能和低于1微安的待机电流,将可携式装置电池工作时间延至最长。对典型应用而言,该组件除了具备极小型IC封装的优势之外,兼具仅需4个被动组件就能工作的特点。该组件还具备短路和过电压保护功能,在LED失效时保护系统。 值得一提的是,安森美半导体还提供多款四模电荷泵型LED驱动器,如CAT3636、CAT3637、CAT3604V、CAT3643、 CAT3644、CAT3647、CAT3648和NCP5604A/B等。以CAT3648为例,这是安森美半导体的一款拥有专利的高效能四模 (Quad-Mode(TM))自适应分数型(fractional) LED驱动器,能以25 mA电流驱动多达4颗LED(见图1),效能高达92%。此种四模驱动器提供1x、1.33x、1.5x和2x四种模式,与提供1x、1.5x和2x三种模式的大多数电荷泵型驱动器相比,效能高10%,且无需额外电容,将LED驱动器性能提升到新的水平。这些驱动器适合在低电压可携式装置小尺寸LCD背光、LED闪光应用中驱动白光LED。 在电感升压型方案方面,安森美半导体提供采用PWM调光方式的不同产品,如输出电流在20 mA到50 mA之间的CAT32、CAT37、CAT4137、CAT4139、CAT4237、CAT4238和NCP5005、NCP5010,以及提供更大输出电流的CAT mA)、NCP mA)和NCP mA)等。这些电感升压型驱动器适合在低电压可携式装置背光和闪光应用中驱动白光LED。 在线性背光驱动器方案方面,安森美半导体提供2到4个通道的多款单模LED驱动器,如CAT4002A、CAT4002B、CAT4003B、 CAT4004A和CAT4004B等。这些背光驱动器提供32级调光控制,提供25 mA的固定或可调节输出电流和低于1 μA的极低关闭电流,而且没有开关电源噪声问题。这些单模LED驱动器通常作为系统级方式的一部分,用于设计整合低电压LED和简单LED驱动器的背光电路。这些驱动器电路简单,帮助延长电池使用时间、降低成本(如节省外部电容)及降低噪声,为入门级可携式产品及低成本手机市场提供一种简单的方案。图2:CAT4002B应用电路图 专门用于相机闪光的LED驱动器方案 值得一提的是,在相机闪光应用中,除了可以使用NCP5005和CAT4134这样的电感升压型驱动器,还可以使用NCP5680和CAT3224 这样的电荷泵型驱动器,从而支持高百万像素相机闪光,以及替代氙气闪光,配合纤薄设计。其中,NCP5680和CAT3224均是以超级电容为基础的 LED驱动器,分别可提供10 A和4 A的大闪光电流。 实际上,如今的500万画素或更高分辨率的相机为了在弱光下拍得高分辨率的照片,需要高亮度的闪光。当今的白光LED能够提供这个等级的光能,但需要比相机电池能提供的能量高出近400%。以安森美半导体的NCP5680为例,此组件配合电池管理一颗超级电容来驱动LED闪光至充分亮度,提供达10 A的大峰值电流。NCP5680中的整合驱动器还管理超级电容,处理其它峰值功率功能,如变焦、自动对焦、音讯、视讯、无线传输、GPS数据读取及射频 (RF)放大,延长电池使用时间而不放弃纤薄型设计。NCP5680整合了超级电容充电、涌入电流管理和LED电流控制所需的全部电路,节省设计人员的开发时间、电路板空间及元器件成本。图3:业界首款单芯片4 A超级电容LED驱动器CAT3224应用电路图 CAT3224则是业界首款4 A单芯片超级电容LED驱动器(见图3),整合了双模1x/2x电荷泵,提供三项关键功能:精密的超级电容充电控制、电流放电至LED闪光的管理,以及为LED手电筒模式提供恆流。这三种模式的工作电流能以3颗外部电阻来简易设定,能吸收达4 A的LED闪光脉波电流。超级电容技术的高峰值电流优势,结合CAT3224简单的并列逻辑接口,使此组件成为采用LED替代氙气灯应用的极佳选择。 其它新颖LED驱动/控制器 在低电压可携式装置应用方面,除了上述LED驱动器,安森美半导体还提供其它一些新颖的产品,如NCP5890和CAT3661。其中,NCP5890是一款独特的照明管理集成电路(LMIC),在3 mm x 3 mm x 0.5 mm的极小型封装中整合了液晶显示器(LCD)背光、装饰光控制和环境光感测功能。 眾所周知,当今的可携式电子产品很流行较大的LCD屏幕和LED照明效果。为了满足所有这些照明要求,硬件设计人员通常需要采用数个LED驱动器。由于电路板空间有限,要实现更高级的照明效果,通常需要大量的软件编程和微控制器(MCU)资源。安森美半导体提供NCP5890这种更简单的单芯片硅解决方案,具有多种以指令控制实现的照明效果,帮助硬件设计工程师满足他们特定的照明和电源设计目标。此款照明管理IC具有30 V输出电压能力,驱动串行LED,实现对LCD屏幕的均衡背光。此外,此组件控制三组白光 LED或RGB LED,在键盘或底盘上营造出装饰光图案,与背光形成独特的组合。此驱动器还根据环境光的亮度来调节背光电流,从而延长电池使用时间。NCP5890是紧凑型智能型手机等应用的专用解决方案。图4:针对扣式电池最佳化的CAT3661 LED驱动器应用电路图 如今,越来越多的创新型可携式装置采用扣式电池(coin cELl) 供电,如医疗应用中的血糖仪、数字体温计、血氧计、呼吸分析仪和生理监测仪等。由于这种电池的独特功能以及需要长工作寿命,这些紧凑型应用需要订制的 LED驱动器,不仅要管理背光,还要监测电池电量。在此类应用中,可以采用安森美半导体计划于2010年下半年推出的CAT.5 V单LED驱动器。此组件同样采用安森美半导体专利的四模(Quad Mode)电荷泵架构,效能高达92%,静态电流低至约150 μA,提供可调节的低电池电量检测功能,以及强固的LED故障监测、软啟动和短路限制等保护功能,采用低高度的3 x 3 mm TQFN-16封装,非常适合这些可携式装置应用。 小结: 安森美半导体身为应用于绿色电子产品的首要高性能、高效能硅方案供货商,运用公司在低电压和高电压技术,以及在电源管理方案方面的专长,提供全面的 LED驱动或控制解决方案。本文着重介绍了安森美半导体采用不同拓扑结构、用于低电压可携式装置背光或指示器应用的各种白光或RGB LED驱动器,并专门介绍了安森美半导体用于要求大电流能力的可携式装置闪光应用的驱动器,以及整合了多种功能的照明管理集成电路和针对扣式电池最佳化的 LED驱动器,方便工程师结合具体应用选择适合的产品。
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