升壓過程中產生的EMI輻射及應對

智能時代的手機已不僅僅是語音和簡單的SMS數據通訊設備，現在它已然成為一個功能超強的個人移動多媒體終端。手機屏幕的顯示越細膩，色彩表現越豐富，屏幕尺寸越大，消費者的用戶體驗則越好。視網膜屏、IPS屏等高清高亮屏大大提高了手機屏幕的分辨率和色彩表現。智能手機屏幕的主流尺寸在3.7~4.3寸之間，手機屏的背光LED數目和屏的分辨率和屏的亮度有關--屏的分辨率越高，相同亮度就需要更多背光LED;相同分辨率背光LED數目越多，屏幕亮度越亮。對于4.0寸屏而言，一般需要6~8顆背光LED，4.3寸屏需要8~10顆背光LED.

電感升壓型背光驅動由于具有LED電流匹配度好、和屏的接口連線少等優(yōu)點，而被手機設計人員選做大尺寸的智能手機背光驅動。但電感升壓型背光驅動容易產生EMI輻射，可能會對GSM、GPS或者其他射頻模塊產生EMI干擾而影響射頻靈敏度，嚴重的會出現搜不到臺、掉網等問題。而PCB的地波動、射頻模塊同樣也會產生EMI輻射，也可能引起電感升壓型背光驅動的輸出電流變化，從而出現閃屏的問題。

本文首先分析了電感升壓型背光驅動的EMI輻射來源，以及上海艾為電子技術有限公司的電感升壓型背光驅動芯片如何通過內部電路的優(yōu)化設計，來降低電感產生的EMI輻射和調光時VOUT的EMI輻射，并對PCB設計提出了優(yōu)化EMI性能的建議。針對閃屏，文中分析了閃屏的原因，介紹了上海艾為的第二代電感升壓型背光驅動恒流恒壓雙反饋環(huán)路、RNS(射頻噪聲抑制)技術如何減小閃屏的風險。最后，本文介紹了上海艾為的大屏背光產品系列。

升壓過程中產生的EMI輻射及應對

電感升壓型背光驅動工作時，電感上的電流是瞬態(tài)快速變化的。變化的電流在電感上會產生電磁場，是電感升壓型背光驅動的最主要EMI輻射來源。圖1是市面上某款電感升壓型背光驅動的SW引腳的電壓波形和EMI的測試結果。

圖1：某款電感升壓型背光驅動的SW引腳波形和EMI測試結果。

圖1紅色實線是FCC CLASS B的標準線。紅色虛線是-6dB的裕量線，一般要求EMI測試結果不超過裕量線。藍色曲線是此款芯片的實際EMI測試結果--可以看到在100~600MHz有明顯的EMI能量;在300~500MHz頻率段已經接近甚至有部分超過了FCC CLASS B的標準線。這將可能對手機中的FM、CMMB和射頻模塊產生非常嚴重的影響。

電感升壓型背光驅動SW引腳產生的EMI輻射主要有：開關信號和電感上電流變化產生的EMI輻射--電感升壓型背光驅動的工作頻率一般在1MHz附近，開關信號和電感上的電流變化產生的EMI輻射頻段主要在10MHz以下;開關信號沿產生的EMI輻射--開關信號沿的變化在納秒級范圍，沿越陡，越容易產生振鈴信號。陡峭的沿和振鈴信號都會產生很大分量的高頻EMI輻射(頻段集中在幾百MHz甚至GHz)，是影響FM、CMMB和GSM射頻信號靈敏度的主要EMI來源。

降低高頻的EMI輻射，就要讓開關信號的沿變緩，但沿變緩會使在沿上消耗的功率增加，影響背光驅動的轉換效率。所以，EMI輻射的改善和效率的提升是矛盾的，需要相互折中。

圖2是第二代串聯背光上海艾為的AW9910/AW9920的EMI測試結果。為了同時取得最優(yōu)的EMI性能和轉換效率，AW9910/AW9920采用了專利技術的SW引腳信號沿斜率可變驅動技術，在信號沿的初期，驅動能力增強，信號沿的斜率較快，而在信號沿的末期，驅動能力變弱，信號沿的斜率降低，這樣在信號沿上消耗的功率更小，EMI輻射也更小。從圖2的EMI測試結果可以看到，AW9910/AW9920的EMI性能相比圖1最大提高了25dB!

圖2:AW9920STR/DNR的SW引腳波形和EMI測試結果。