立迪思科技的新LDS8869/66 LED驅(qū)動器: 效能及電池壽命的重要突破

在世紀(jì)之交，手機(jī)已從音頻設(shè)備發(fā)展成為真正的多媒體平臺，此項進(jìn)步促使通信工具的使用方式發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變。僅僅在五年前，用戶還只是將手機(jī)用于音頻通話，但如今，用戶已可以利用手機(jī)發(fā)送消息、讀寫電郵、分享圖片、連接互聯(lián)網(wǎng)、拍攝視頻圖像及啟動綜合GPS導(dǎo)航系統(tǒng)。所有這些應(yīng)用都圍繞著手機(jī)顯示屏展開：用戶用來看手機(jī)顯示屏的時間超過了用手機(jī)談話的時間。顯示屏越來越大，分辨率越來越高，耗能也更多。顯示屏所消耗的能量絕大部分實際上是被使其發(fā)光的LED消耗掉。由于LED驅(qū)動器的芯片（如LDS8869及LDS8866）控制著LED消耗的能量，因此，再小的效能改進(jìn)，都會極大有利于電池整體壽命的提高。 

圖1展示的是典型的背光配置：采用充電泵的LED驅(qū)動器（如LDS8869/66）應(yīng)用于控制及為6個照亮手機(jī)大顯示屏（2.8”及以上）的LED提供能量。 

在采用充電泵的LED驅(qū)動器中，有兩個關(guān)鍵運(yùn)行模式：1x模式及1.5x模式。在1x模式中，直接轉(zhuǎn)化為電池壽命的效能通常在80－90％的范圍內(nèi)，但在1.5x模式中，這一效能則可低至55－60％。當(dāng)啟動1.5x模式時，這一效能流失對電池壽命產(chǎn)生巨大的影響。在1x模式中，LED驅(qū)動器的輸出電壓 (Vout)相當(dāng)于電池電壓(Vin)。在此模式中，由于充電泵自身關(guān)閉，因此效能極高；不發(fā)生充電轉(zhuǎn)換，因此充電泵中不消耗電流。驅(qū)動器一直使用這種運(yùn)行模式，直到輸出電壓超過LED臨界電壓（Vf）與圖1所示LEDA1….LEDC2接腳的電壓降之和。此類電壓稱作輸入輸出電壓差(Vdrop)，與LED驅(qū)動器內(nèi)部電源的設(shè)計方式有關(guān)。顯然，低壓差至關(guān)重要，因為對于任何給定的LED電壓，壓差越低，LED驅(qū)動器處于1x 模式的時間就越長。如今，業(yè)內(nèi)常用的壓差為150-300毫伏(mV)。

在探索更高效能及更長電池壽命的過程中，性能優(yōu)越的LED驅(qū)動器(如立迪思的新型LDS8869/66) 解決了以下兩個關(guān)鍵問題：
1.    如何盡可能延長充電泵處于1x模式的時間
2.    如何提高1.5x模式的效能

LDS8869/66利用兩項申請中的專利技術(shù)解決此兩個問題：Powerlite 電流調(diào)節(jié)器(PCR)及支持1.3x模式的充電泵。

Powerlite電流調(diào)節(jié)器(PCR)是一項電路設(shè)計技術(shù)。該項技術(shù)可精確控制片上電源的電壓降。該項技術(shù)具有雙重優(yōu)勢：首先，電壓降限制在50mV（標(biāo)準(zhǔn)），據(jù)稱是當(dāng)今業(yè)界最低的電壓降。第二，此項超低電壓降不是針對LED電流的功能，而是為此驅(qū)動器裝置所獨(dú)用。Powerlite電流調(diào)節(jié)器提高效能約10％。

支持1.3x模式的充電泵亦是一項電路設(shè)計技術(shù)。此項技術(shù)無需增加任何的外部電容器，即可使充電泵從1x模式轉(zhuǎn)換為1.3x模式，而其它同類技術(shù)則從1x模式直接轉(zhuǎn)換為1.5x 模式。LDS8869/66可轉(zhuǎn)換至1.3x模式意味著充電泵中消耗的電流更少，這是因為充電泵毋須充能至1.5x模式。電流消耗方面的差別，使LDS8869/66的效能提高約10%。

與現(xiàn)有的解決方案相比，LDS8869/66 LED驅(qū)動器可讓手機(jī)設(shè)計師提高效能約20%。這是由立迪思專有PCR及支持1.3x模式充電泵提供的巨大改善。LDS8869由一根線接口控制，可最大限度減少接腳數(shù)量；而LDS8866由三個脈寬調(diào)制訊號（PWM）控制，每組各一個。

 

圖 1: LDS8869 驅(qū)動 6 個LED