高效LED背光驅動電源方案設計

目前便攜式電子產品的液晶屏幕背光主要是以白光LED為主，白光LED的亮度隨著電流成正比，AP3036提供串連式LED架構，最高可以提供8顆白光LED串連所需電壓，AP3036最大的優勢是可以用PWM信號調節LED 亮度，調光頻率范圍非常寬，可以到100KHz，當AP3036使用20KHz以上的頻率調節LED亮度時候，可以跳過音頻范圍，因此音頻干擾更小，EMI更好。

LED = Light Emitting Diode，發光二極管，是一種能夠將電能轉化為可見光的固態的半導體器件，它可以直接把電轉化為光；LED = Large ElectrONic Display，大型電子展示；LED = Lupus erythematosus disseminatus，播散性紅斑狼瘡，一種慢性、特發性自身免疫病；led是lead的過去式和過去分詞，意為“領導，帶領”；俄羅斯Pulkovo機場的IATA代碼。本詞條主要介紹發光二極管。

圖1. AP3036/A 典型應用

AP3036的轉換效率最高可以到達82%，最低工作電壓達到2.5V, 可以降低電流消耗并且延長電池使用時間，內建的肖特基二極管降低系統所需組件及復雜度。內建的軟啟動（Soft STart）功能可以降低侵入電流（Inrush current），過電壓保護（OVP）及過電流保護（OCP）可以確定系統在正常狀態下工作。

AP3036采用SOT23-6及TSOT-23-6兩種封裝，并有200mV版本和250mV版本（AP3036A），目前這兩種版本都已經量產，并開始提供樣品和Demo Board。

AP3036簡介

AP3036是BCD公司最新推出的LED背光專用驅動控制芯片，采用電感結構電流模式升壓控制，提供理想的LED恒流功能和優秀的調整率。AP3036采用串聯的LED 結構最多可以驅動8LED，通過一個電流檢測電阻實現LED的恒流功能。輸入電壓范圍達到2.5V到16V，可以使用單節的電池或者多節電池串聯進行系統供電。

AP3036最高工作頻率達到1.0MHz, 所以可以明顯的減小外部器件的參數和尺寸，典型的1mm 22uH 電感和0.22uF的輸出電容可以滿足正常的使用條件。

圖2. AP3036/A的管腳圖

8LED 20mA 背光驅動方案

對于便攜式的電子產品的液晶屏幕背光大部分在8LED 以下，使用的LED為20mA的小封裝結構，所以本方案可以滿足絕大多數這類場合的應用。

LED（Light-Emitting-Diode中文意思為發光二極管）是一種能夠將電能轉化為可見光的半導體，它改變了白熾燈鎢絲發光與節能燈三基色粉發光的原理，而采用電場發光。據分析，LED的特點非常明顯，壽命長、光效高、無輻射與低功耗。LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其發光效率可超過150lm/W（2010年）。將LED與普通白熾燈、螺旋節能燈及T5三基色熒光燈進行對比，結果顯示：普通白熾燈的光效為12lm/W，壽命小于2000小時，螺旋節能燈的光效為60lm/W，壽命小于8000小時，T5熒光燈則為96lm/W，壽命大約為10000小時，而直徑為5毫米的白光LED光效可以超過150lm/W，壽命可大于100000小時。有人還預測，未來的LED壽命上限將無窮大。

應用電路參考圖1。LED最大電流是通過FB對地的一個電阻RISET確定的。因為LED采用串聯結構，所以可以保證每個LED電流相同，并且與每個LED的導通電壓變化沒有關系。LED電流和RISET的關系由下公式表示：RISET=VFB/ILED，VFB可以在數據手冊里找到。在系統啟動瞬間，輸入會有比較大的涌入電流，為了避免這種情況對系統和電池產生不良影響。AP3036集成軟啟動功能，在0.7ms的時間內緩慢啟動來消除這種影響。

相應的Demo Board PCB 如下圖：

圖3 方案PCB Layout

圖4 方案實物圖

為了避免音頻干擾，AP3036特別增加了高頻調光功能，PWM調光的頻率可以高達100KHz 有效的避免了20KHz以下的音頻干擾。并且保證完美的調光線性度和系統穩定性，參考下圖5和圖6。

圖5. LED Current vs. PWM Duty

圖6. PWM 調光波形（VIN=3.6V; ILED=20mA; 8LED; FPWM=100KHz; Duty=50%）