手機(jī)LED背光電源管理的設(shè)計(jì)需求

 手機(jī)背光是當(dāng)今LED最大的應(yīng)用市場(chǎng)之一，由于市場(chǎng)已處于飽和狀態(tài)，價(jià)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(zhǎng)。盡管如此，5到10吋手機(jī)裝置的背光應(yīng)用仍將是市場(chǎng)成長(zhǎng)新動(dòng)力。

以下由零組件雜志獨(dú)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(jì)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(jī)、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(jì)算機(jī)、小筆電、平板計(jì)算機(jī)、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(jì)結(jié)構(gòu)皆有其獨(dú)特的需求。 對(duì)于每一種裝置，設(shè)計(jì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)，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(duì)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(huì)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(shí)存在不少挑戰(zhàn)。第一個(gè)挑戰(zhàn)與第一部份所提到的討論相關(guān)，設(shè)計(jì)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(dòng)電路結(jié)構(gòu)。因此，設(shè)計(jì)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(dòng)電路，因?yàn)殡姾蓭推趾筒⒙?lián)式LED電源僅需極小的外部電容器，所以會(huì)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(dòng)電路的轉(zhuǎn)換頻率。

例如，智能型手機(jī)通常是比較輕薄短小的裝置，因?yàn)樾枰^小的元件，所以可以容許較高的成本。相較之下，筆記型計(jì)算機(jī)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(jī)的主流會(huì)是AMOLED嗎？

David Brown：在小型手持裝置方面，AMOLED絕對(duì)是銳不可擋的趨勢(shì)，因?yàn)檫@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(chǎng)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(duì)于大多數(shù)便攜式產(chǎn)品來說，安裝的費(fèi)用通常就會(huì)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(huì)成為手機(jī)應(yīng)用的主流。AnalogicTech也早已支援此市場(chǎng)，并主動(dòng)研究此種顯示器技術(shù)專用的電源管理解決方案。