美國國家半導(dǎo)體 資深產(chǎn)品工程師Jerry Han

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。