《電子技術(shù)應(yīng)用》
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手機LED背光電源管理的設(shè)計需求
摘要: 由零組件雜志獨家專訪AnalogicTech應(yīng)用工程主任 David Brown,探討LED背光之電源管理設(shè)計需求。
Abstract:
Key words :

      手機背光是當(dāng)今LED最大的應(yīng)用市場之一,由于市場已處于飽和狀態(tài),價格下滑明顯,雖然銷售量持續(xù)增加,但銷售金額并沒有明顯的成長。盡管如此,5到10吋手機裝置的背光應(yīng)用仍將是市場成長新動力。

      以下由零組件雜志獨家專訪AnalogicTech應(yīng)用工程主任 David Brown,探討LED背光之電源管理設(shè)計需求。

      大小為 5至 10英吋的TFT LCD熒幕,有哪些應(yīng)用方式?

      David Brown:TFT LCD 熒幕有多種應(yīng)用方式,包括高階智能型手機、小型便攜式多媒體播放器(PMP,例如通常為5至9吋的小型DVD播放器)、手持便攜式導(dǎo)航裝置(PND)、筆記型計算機、小筆電、平板計算機、手持電玩顯示器及電子書閱讀器等。

      這些應(yīng)用的電源管理需求有何不同?

      David Brown:上述各種應(yīng)用的電源管理需求都大不相同,且每種特定的裝置設(shè)計結(jié)構(gòu)皆有其獨特的需求。 對于每一種裝置,設(shè)計人員都必須考量電池種類、熒幕大小和背光LED使用數(shù)量。了解系統(tǒng)需求后,還必須權(quán)衡LED驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu),以及成本與裝置的復(fù)雜程度,從中取得平衡。所有上述因素都足以決定驅(qū)動便攜式裝置上背光LED之最佳方法。

      LED背光結(jié)構(gòu)主要分為兩種,單組串聯(lián)式電源或多組串聯(lián)式/并聯(lián)式電源。 單組串聯(lián)式電源雖然使用較低恒流,但必須將輸入電源提升至符合串聯(lián)式電源的總順向電壓水平,才可以驅(qū)動LED。相反的,多組串聯(lián)式/并聯(lián)式LED電源雖然需要更高的恒流來驅(qū)動,卻降低了高電壓的需求。 升壓轉(zhuǎn)換器需求的差異取決于成本、復(fù)雜程度及能量轉(zhuǎn)換效率(對于使用者而言,相當(dāng)于充電循環(huán)之間的電池壽命)。最終也會依據(jù)裝置本身的產(chǎn)品特性、大小和效能需求來決定最佳解決方案。

      小尺寸背光熒幕的電源管理存在哪些技術(shù)挑戰(zhàn)?

      David Brown:確實存在不少挑戰(zhàn)。第一個挑戰(zhàn)與第一部份所提到的討論相關(guān),設(shè)計人員必須在系統(tǒng)需求、電力來源和電路架構(gòu)之間取得平衡,方可選擇適當(dāng)?shù)腖ED驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)。因此,設(shè)計人員必須依據(jù)最終成品,來權(quán)衡可用的預(yù)算。

      另外,大小和高度也造成另一種技術(shù)限制。具備高轉(zhuǎn)換頻率的電荷幫浦及電感式DC/DC升壓解決方案,才可以使用體積更小的外部元件。特別是以電荷幫浦為基礎(chǔ)的LED驅(qū)動電路,因為電荷幫浦和并聯(lián)式LED電源僅需極小的外部電容器,所以會使用并聯(lián)式LED電源來縮減外部元件的大小。不論是要縮減電荷幫浦還是電感型解決方案的外部元件大小,最主要的考量還是LED驅(qū)動電路的轉(zhuǎn)換頻率。

      例如,智能型手機通常是比較輕薄短小的裝置,因為需要較小的元件,所以可以容許較高的成本。相較之下,筆記型計算機的成本較低廉而且體積較大,有足夠的空間可以容納較大的元件。

      未來高階手機的主流會是AMOLED嗎?

      David Brown:在小型手持裝置方面,AMOLED絕對是銳不可擋的趨勢,因為這些裝置不論分辨率和色彩重現(xiàn)方面,在所有可能的應(yīng)用領(lǐng)域都能有卓越的表現(xiàn)。但由于成本考量,加上市場上供應(yīng)商不多,目前采用AMOLED為顯示器主流 的速度已減緩。另外,如果AMOLED面板大于 5吋,則對于大多數(shù)便攜式產(chǎn)品來說,安裝的費用通常就會太過昂貴。

      目前市面上已有少數(shù)使用AMOLED的裝置,而這類產(chǎn)品的顯示器尺寸則都落在3至5吋的范圍之間。而未來,隨著制造商數(shù)量增加以及顯示器的成本陸續(xù)降低,我認(rèn)為AMOLED顯示器會成為手機應(yīng)用的主流。AnalogicTech也早已支援此市場,并主動研究此種顯示器技術(shù)專用的電源管理解決方案。

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