待机调光模式的电荷泵背光LED驱动
关键词：
led , 背光 , 待机 , 电荷泵 , 调光模式
小尺寸的lcd显示模块早已成为手持式数码产品的重要组成部分，随着消费者对视觉方面要求的提高，lcd显示模块的设计变得越来越重要。如何在1.8寸至2.8寸的lcd屏上显示更多的信息并提高显示质量达到更好的视觉效果，成为众多手持式数码产品设计者的重点之一。除了提高lcd屏的分辨率、减小延迟时间以及在软件上提升之外，lcd屏的背光设计也扮演着重要角色。
传统设计中，小尺寸彩色lcd屏一般采用白色led作为背光源。1.8寸至2.8寸的lcd屏多采用1至4颗白色led。为达到好的显示效果，要求白色led亮度一致，明暗可调;为保护手持式设备，要求在某些led断路时有保护功能，且不能影响正常的led工作;为延长手持式设备的待机时间，要求led驱动ic的静态电流很小，工作效率很高。另外，手持式设备集成了很多功能模块，必须减小各模块之间的干扰从而保持整个系统的稳定性，这对白色led驱动ic也不例外。
bcd推出的ap3605是一款性能优良的led驱动ic，非常适合于单节锂电池供电，适用于多数小尺寸lcd背光设计，性价比很高。下面分别介绍ap3605的性能、应用方案及特点。
一、ap3605简介
ap3605是电荷泵升压模式带恒流源的白光led驱动芯片，仅通过两个1uf的陶瓷电容，ap3605实现了1.5倍升压，在单节锂电工作范围内完全能驱动4颗白色led，比之2倍升压模式的ic大大提高了效率。
ap3605具有4路恒流源，保证了并联的4颗led电流相等，亮度一致;通过一个外接电阻来设置恒流源的电流。ap3605支持pwm调光，调光频率可以高达50khz。高达1mhz的工作频率使得ap3605仅需要1uf的输入输出及升压电容，并大大减小了输出电压纹波。
ap3605的供电电压为2.7v至5.5v，专为单节锂电供电设计，其内置的软启动功能大大降低了启动时的浪涌电流，可保护锂电池，延长电池寿命。
ap3605采用qfn-3*3-16封装，图1为其内部功能框图。
二、ap3605背光典型应用电路
图2即是由ap3605设计的典型白光led驱动电路，由单节锂电池供电，除ap3605外，仅由低成本的5个外围器件组成。
1、输入、输出和升压电容：
推荐cin、cout、c1和c2使用x7r或x5r的陶瓷电容。由于ap3605的工作频率高达1mhz，1uf的电容就足以保证ap3605输出80ma电流来驱动4个led。如果所需输出电流更小，可以使用0.68uf或0.47uf的升压电容(c1和c2)。
为减小输出纹波，建议在设计pcb板时，应优先保证cout紧靠ap3605对应的管脚，其次是保证c1、c2和cin紧靠对应的管脚。
2、电阻riset
riset用来设定led的电流，通过公式iled=36.9/riset可设定每路led的电流。为了精确设定电流，建议使用1%或更高精度的电阻。
3、白光led
ap3605最多可驱动4颗白光led，采用共阴极连接方式，客户可根据屏幕大小选择1至4个led作为背光。当某几路led不需要时，只需要将其对应的管脚悬空即可。
三、ap3605作为白光led驱动ic的重要性能
1、电流匹配
电流匹配是并联式led驱动ic的重要性能。led属于电流驱动型器件，led的亮度同其正向电流成正比，而同样电流下其正向压降差异较大，因此为了保证亮度均匀，最好采用恒流驱动。
如图1所示，ap3605内部带有四路恒流源，用以驱动四路led，当led的正向压降在3v至4v之间变化时，ap3605能保证不超过±3%的电流偏差，其电流匹配特性不受led正向压降的影响，适用于多种型号的白光led，很好的实现了led亮度的一致。
2、高达50khz的pwm调光频率
pwm调光是应用最为广泛的调光方式，通过调节led亮灭的时间比例来调节亮度，由于调光频率一般都在200hz或以上，因此人眼感觉不到led的亮灭，只能感觉到亮度在发生变化。在手持式数码产品中经常采用的pwm调光频率为1khz至10khz。
采用pwm调光，不容易造成偏色，有着较好的显示效果。但常用的调光频率正好处在人耳能听到的音频范围，容易产生噪音。另外，低频率的pwm调光信号有时会导致cstn屏的“水波纹”现象，因此最好能提高pwm的调光频率。
ap3605通过内部的standby模块实现了高达50khz的调光频率。而且不会引起浪涌电流。如图3所示，当en脚变低时，电荷泵的输出vout延迟约1.7ms再关断，但恒流源会跟随en信号马上关断，led电流变为0;而当en信号为高时，恒流源会跟随en信号马上打开，由于vout仍正常工作，led电流立即变为20ma。因此当pwm的调光频率高于1khz时，ap3605能通过en信号直接快速的调节led电流，从而实现高频率pwm调光。
ap3605的待机调光模式有如下三个优点：
1)高达50khz的pwm调光频率，避免了音频噪音。
2)仅开关恒流源，led电流平稳。
3)led电流能快速跟随pwm信号，led电流大小同pwm占空比成正比，便于亮度的线性调节。
3、电源干扰减小
如图1所示，ap3605内部电荷泵和vin之间有一个ldo模块，该模块调节电荷泵的输入电压，使得电荷泵始终工作在1.5倍模式，减小了输出电压纹波和led的电流纹波。
另外，ldo模块还起到低通滤波的作用，有效的避免了电荷泵和输入电源之间的相互干扰。多数手持式设备的背光驱动电路是由锂电池直接供电的，而电池同时也为射频直接供电，在设计不好的系统中，背光驱动电路的开关噪声会通过电源间接影响射频部分。ap3605内置的ldo模块能有效的隔离开关噪声，最大程度的避免背光驱动电路对射频部分的影响。
4、过温度保护
ap3605内置过温保护模块。如果某些误操作引起ap3605内部节温升高到约160摄氏度时，ap3605会过温关断，以保护ap3605免受烧坏。在过温关断状态，ap3605仅消耗不到1ua的电流。当操作正常使得ap3605内部节温下降到140摄氏度左右时，ap3605会自动重新启动，进入正常工作模式。
四、总结
为方便客户使用，bcd提供全面地技术支持，包括ap3605的数据手册、应用文档、演示板、样品以及针对具体客户应用的支持。作为白光led驱动芯片，ap3605能完全满足1.8至2.8寸lcd屏的背光需要，并以其较高的性价比赢得了很多客户。
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传统设计中，小尺寸彩色lcd屏一般采用白色led作为背光源。1.8寸至2.8寸的lcd屏多采用1至4颗白色led。为达到好的显示效果，要求白色led亮度一致，明暗可调;为保护手持式设备，要求在某些led断路时有保护功能，且不能影响正常的led工作;为延长手持式设备的待机时间，要求led驱动ic的静态电流很小，工作效率很高。另外，手持式设备集成了很多功能模块，必须减小各模块之间的干扰从而保持整个系统的稳定性，这对白色led驱动ic也不例外。
bcd推出的ap3605是一款性能优良的led驱动ic，非常适合于单节锂电池供电，适用于多数小尺寸lcd背光设计，性价比很高。下面分别介绍ap3605的性能、应用方案及特点。
一、ap3605简介
ap3605是电荷泵升压模式带恒流源的白光led驱动芯片，仅通过两个1uf的陶瓷电容，ap3605实现了1.5倍升压，在单节锂电工作范围内完全能驱动4颗白色led，比之2倍升压模式的ic大大提高了效率。
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ap3605采用qfn-3*3-16封装，图1为其内部功能框图。
二、ap3605背光典型应用电路
图2即是由ap3605设计的典型白光led驱动电路，由单节锂电池供电，除ap3605外，仅由低成本的5个外围器件组成。
1、输入、输出和升压电容：
推荐cin、cout、c1和c2使用x7r或x5r的陶瓷电容。由于ap3605的工作频率高达1mhz，1uf的电容就足以保证ap3605输出80ma电流来驱动4个led。如果所需输出电流更小，可以使用0.68uf或0.47uf的升压电容(c1和c2)。
为减小输出纹波，建议在设计pcb板时，应优先保证cout紧靠ap3605对应的管脚，其次是保证c1、c2和cin紧靠对应的管脚。
2、电阻riset
riset用来设定led的电流，通过公式iled=36.9/riset可设定每路led的电流。为了精确设定电流，建议使用1%或更高精度的电阻。
3、白光led
ap3605最多可驱动4颗白光led，采用共阴极连接方式，客户可根据屏幕大小选择1至4个led作为背光。当某几路led不需要时，只需要将其对应的管脚悬空即可。
三、ap3605作为白光led驱动ic的重要性能
1、电流匹配
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如图1所示，ap3605内部带有四路恒流源，用以驱动四路led，当led的正向压降在3v至4v之间变化时，ap3605能保证不超过±3%的电流偏差，其电流匹配特性不受led正向压降的影响，适用于多种型号的白光led，很好的实现了led亮度的一致。
2、高达50khz的pwm调光频率
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4、过温度保护
ap3605内置过温保护模块。如果某些误操作引起ap3605内部节温升高到约160摄氏度时，ap3605会过温关断，以保护ap3605免受烧坏。在过温关断状态，ap3605仅消耗不到1ua的电流。当操作正常使得ap3605内部节温下降到140摄氏度左右时，ap3605会自动重新启动，进入正常工作模式。
四、总结
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