背光驱动电路的选择策略和应用

    越来越多的便携式消费电子产品配备了彩色显示屏，例如手机、数码相机、pda、mp3、pmp播放器等，其中手机又占据了这个市场的绝大部分份额，从而导致了这两年来中小尺寸显示屏产业链的飞速发展。根据应用的不同，显示屏会有不同的种类，例如tft-lcd、cstn-lcd以及oled显示屏，从市场的应用看，oled显示屏只是在折叠式手机的副屏以及mp3的市场上占有一定的份额，而市场的主流依然是tft和cstn，这两种类型的lcd屏占据了现有的中小尺寸显示屏出货量的绝大部分。本文重点就中小尺寸的lcd显示屏的背光驱动解决方案作一个分析介绍。

    背光驱动的技术分析

    lcd显示屏自身并不发光，为了可以清楚的看到lcd显示屏的内容，需要一定的白光背光源。在中小尺寸lcd显示屏中，一般采用白光led作为显示屏的背光源。白色led背光电源由数个白光led组成，如手机、数码相机一般仅需要2到3个白光led，而pda和pmp则根据其显示屏的面积，可能需要3到6个led。对背光驱动电路的要求是：

    满足背光的亮度要求

    整个显示屏亮度均匀（不允许有某一部分较亮、另一部较暗的情况）

    亮度可以方便地调节

    驱动电路占pcb空间要小

    工作效率高

    综合成本低

    对系统其他模块干扰小

    根据应用场合不同，系统设计者关注的重点可能会有所差别,例如对于低成本的产品方案中，可能会把整个驱动电路的成本放在第一位，对于手机的应用中，白光驱动电路对其他模块是否会产生emi干扰则是要重点考虑的因素，而在mp3应用中，又有可能对emi干扰不太关心。

    白光led驱动器基本上有两种驱动方式：一种是采用电感升压式dc/dc升压变换的原理来驱动，所有的led串联接在一起，一般也叫做串联型驱动方式；另一种是采用升压式电荷泵驱动电路，所产生的电压一般在5v/4.5v或者是根据led的正向导通电压而自适应确定的一个电压，所有的led并联在一起，一般也叫做并联型驱动方式。

    串联驱动电路

    从技术发展的角度看，串联型驱动出现的比较早，技术上也比较成熟。 以启攀微电子的cp2126为例，典型的串联型驱动电路如图一所示：

    以cp2126为例，一般而言，采用串联方式使流过每一个led的电流都一样，则发光的均匀性好；同时由于其升压原理，所产生的电压依赖于led导通指定电流时所需要的电压，反馈电压cs内部设定为95mv，可以计算出当需要15ma的led电流时，r1的值应该为：r1＝95mv/15ma=6.3ohm

    无论是驱动2个led还是多达5个led，都可以通过改变r1的电阻值可以灵活的设定led的亮度，在shdn引脚施加一定占空比的pwm控制信号，可以使led的亮度从不亮到满亮度之间无级可变。

    在cp2126的设计中注意了两个问题：

    1、避免了emi的干扰问题

    cp2126避免了一般的串联型led驱动电路中电感和大电流开关所产生的emi干扰问题，对于例如mp3、pmp之类的应用场合，这个问题可能影响不大，但是在手机应用中，emi干扰会造成手机的接收灵敏度变差。cp2126通过优化了内部电路的设计，避免了这个问题。下表对比了两款串联驱动芯片在相同的应用情况下，对手机接收灵敏度的影响。

    可以看到，cp2126的工作与否对手机接收灵敏度的指标几乎没有影响，而芯片x在工作时，由于emi的干扰造成了手机接收灵敏度的下降。同时，cp2126在输入3.6v驱动3个白光led的典型应用情况下