聊一聊手機(jī)上LCD的背光驅(qū)動(dòng)芯片

　　LCD是手機(jī)上非常重要的部件之一，LCD顯示的效果，直接影響著用戶(hù)的直觀感受。 而LCD背光驅(qū)動(dòng)芯片，也是具有影響的其中一個(gè)因素。性能好的LCD背光驅(qū)動(dòng)芯片，可以使LCD顯示清晰，亮度均勻，沒(méi)有閃爍等問(wèn)題，并且高效率的驅(qū)動(dòng)芯片增加手機(jī)的待機(jī)時(shí)間，所以選擇一款合適的，性能優(yōu)異的LCD背光驅(qū)動(dòng)芯片是非常重要的。

　　根據(jù)LCD屏幕內(nèi)的LED連接方式，來(lái)決定要選擇的背光驅(qū)動(dòng)芯片。 目前常用的背光驅(qū)動(dòng)芯片有幾種： boost DC/DC （inductor）型 ， charge pump（capacitor）型， Linear 型的。下表是這幾種類(lèi)型的比較：

　　Inductor boost DC/DC 利用電感和電容元件的能量?jī)?chǔ)存特性，將Vbat電壓升壓來(lái)驅(qū)動(dòng)LED，實(shí)現(xiàn)能量從Vbat到負(fù)載LED的轉(zhuǎn)換。 Inductor boost DC/DC 主要用來(lái)驅(qū)動(dòng)背光LED是串聯(lián)的 LCD屏。LED串聯(lián)連接的方式優(yōu)點(diǎn)是每一個(gè)LED的工作電流都是一樣，所以發(fā)光基本一致，亮度均勻。在大尺寸屏幕中優(yōu)勢(shì)明顯，應(yīng)用的較多。但是，用Inductor boost DC/DC 由于電感的存在和內(nèi)部switch的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，會(huì)產(chǎn)生干擾和噪音，可能會(huì)對(duì)其他部分電路產(chǎn)生干擾，影響手機(jī)的RF等性能，所以在電路設(shè)計(jì)和PCB layout的時(shí)候要特別注意。

　　Fairchild 可以提供一系列 Inductor boost DC/DC 型的背光驅(qū)動(dòng)芯片，53系列中的一款同步升壓的boost DC/DC 驅(qū)動(dòng)，最高效率能達(dá)到 87％，最大Vout電壓能到 16V，能夠驅(qū)動(dòng) 2~4 LED.還有一個(gè)特點(diǎn)就是內(nèi)部集成了一個(gè)P_MOSFET， 在芯片 shutdown的情況下，PMOSFET能夠可靠的關(guān)斷，從而切斷整個(gè)電流通路，不會(huì)有任何的漏電流，這個(gè)特點(diǎn)在用在 PM_OLED 驅(qū)動(dòng)的時(shí)候最有優(yōu)勢(shì)，有些廠家的芯片在關(guān)斷的時(shí)候由于電流通路上的Diode存在，會(huì)有電流從Vbat灌過(guò)來(lái)，形成較大的漏電流，增加了系統(tǒng)的功耗。

　　Figure 1 53 系列 Block Diagram

　　由于用做并聯(lián)LED的背光驅(qū)動(dòng)芯片， current match 這項(xiàng)指標(biāo)已經(jīng)有了非常明顯的提高，并且在成本上也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于Inductor boost DC/DC型的，所以用并聯(lián)LED燈的LCD屏越來(lái)越成為主流。 用作這類(lèi)LCD屏的背光驅(qū)動(dòng)芯片主要有 capacitor charge pump 型和linear型，它們具有低電磁干擾，低噪聲的特點(diǎn)，并且具有成本的優(yōu)勢(shì)，所以應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

　　Fairchild 57 系列是charge pump型的背光驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品。目前的兩款產(chǎn)品都是6個(gè)通道的，可以工作在1倍或1.5倍模式。一款是可以將6個(gè)通道分為2組（4，2），每組都可以通過(guò)PWM信號(hào)獨(dú)立控制，這樣做的好處是設(shè)計(jì)靈活，可以將6個(gè)通道全部用于LCD的背光，也可以將4個(gè)通道用于LCD的背光LED驅(qū)動(dòng)，2個(gè)通道用于鍵盤(pán)的LED驅(qū)動(dòng)。它的效率可以最高達(dá)到92％，current matching 在3％ 以?xún)?nèi)，典型值是0.4％，在業(yè)內(nèi)較領(lǐng)先。另一款是可以將6個(gè)通道分為5組（2，1，1，1，1），通過(guò)I2C總線可以獨(dú)立的控制每一組，設(shè)計(jì)更為靈活。

　　Figure 2 57 系列 6通道charge pump 背光驅(qū)動(dòng)

　　Linear 型的背光驅(qū)動(dòng)不需要外置電感或電容實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，它是通過(guò)降壓的方式，設(shè)置電流來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)LED，所以要求LED 的Vf不能太高。由于近年來(lái)隨著LED技術(shù)的發(fā)展，LED的Vf越來(lái)越低，已經(jīng)降到3.2V甚至更低，所以Linear型的背光驅(qū)動(dòng)開(kāi)始廣泛普及，Fairchild 56系列的Linear背光驅(qū)動(dòng)芯片的dropout為50mv，較為領(lǐng)先。在手機(jī)的主要工作電池電壓Vbat 3.6V-3.8V之間， 56系列的工作效率能保持在85%或更高。

　　56 系列l(wèi)inear 背光驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品可以提供2通道，4通道，6通道三種型號(hào)。通過(guò)外置的一顆電阻來(lái)設(shè)置背光的電流，而且通過(guò)single wire的接口，可以實(shí)現(xiàn)軟件32級(jí)的調(diào)光。