具有三種自適應(yīng)電荷泵模式的高效LED電源管理IC

在便攜式設(shè)備對低功耗要求日益嚴(yán)苛的形勢下，對更高效率電源管理IC的需求更加迫切，顯示屏和指示燈所消耗的功率在手持設(shè)備總功耗中占有相當(dāng)大的比例，因此對其進(jìn)行高效的電源管理對于降低設(shè)備總功耗、延長電池使用壽命來說非常關(guān)鍵。

Maxim公司LED電源管理器件MAX1707可同時為多個顯示屏、指示燈和閃光燈提供所需電源，對于需要同時為多個顯示屏提供背光照明以及驅(qū)動多種指示燈的蜂窩電話、智能電話、LED顯示器、PDA、數(shù)碼相機(jī)、便攜式攝像機(jī)等應(yīng)用來說是一種理想選擇。

電荷泵具有較低的高度、小占板面積和高轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點(diǎn)，對延長電池使用時間和實(shí)現(xiàn)相對較低的成本來說是不錯的選擇。MAX1707帶有1倍/1.5倍/2倍的電荷泵，可以自動地在這三種模式間選擇，通過自適應(yīng)1倍/1.5倍/2倍電荷泵和超低壓差電流調(diào)節(jié)器，MAX1707能夠在1節(jié)Li+電池的整個輸入電壓范圍內(nèi)保持高效率運(yùn)作。

當(dāng)輸入電壓高于驅(qū)動LED所需的輸出電壓時，MAX1707將V_out拉高至與輸入電壓相等(1倍模式)，電流調(diào)節(jié)器繼續(xù)對LED電流進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)輸入電壓下降，LED陰極電壓低于100mV轉(zhuǎn)換閾值時，MAX1707則開始轉(zhuǎn)換至1.5倍模式；當(dāng)輸入電壓V_in上升，并高于輸出電壓V_out時，則由1.5倍模式轉(zhuǎn)換至1倍模式。當(dāng)MAX1707運(yùn)行于1.5倍模式并且輸入電壓下降，使LED陰極電壓低于100mV轉(zhuǎn)換閾值時，MAX1707則轉(zhuǎn)換至2倍充電模式。然后，隨著輸入電壓的上升，一旦輸入電壓V_in高于輸出電壓V_out的2/3時，MAX1707又會轉(zhuǎn)向1.5倍模式。

MAX1707典型工作電路。

1MHz固定開關(guān)頻率允許使用非常小的外部元件，同時優(yōu)化了調(diào)節(jié)方案，可確保低EMI和低輸入紋波。內(nèi)置降額功能可避免LED在高環(huán)境溫度下出現(xiàn)過熱。

作者：Bellinda Shi 高級助理編輯 《電子系統(tǒng)設(shè)計》

MAX1707還帶有一個軟啟動電路，以防止開啟和模式轉(zhuǎn)換時產(chǎn)生過大的浪涌電流，啟動時間可以是512us、1024us或1536us，這取決于啟動結(jié)束后所需要的模式(1倍/1.5倍/2倍)。

主、副屏背光及閃光燈電流調(diào)節(jié)器的輸出電流通過I²C串口進(jìn)行設(shè)置，4個主LED的電流總是相等的，并采用同一個命令設(shè)置，三個副LED的電流則分別進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)輸入電壓V_in≥3.2V，且V_out=3.9V時，MAX1707最大輸出電流可以達(dá)到610mA，其中4個30mA電流用于主顯示屏，3個30mA電流用于副屏驅(qū)動，另外400mA電流用于驅(qū)動閃光燈。背光LED需要高且穩(wěn)定的輸出電流，閃光燈LED需要高壓及大輸出電流，因此610mA最大輸出電流可以很好地滿足背光及閃光燈LED的對大輸出電流的需求。

MAX1707通過I²C串口實(shí)現(xiàn)開/關(guān)控制，并以32級線性方式設(shè)置LED電流。當(dāng)采用RGB指示燈時，I²C接口可提供32k種顏色和可編程設(shè)置的上升/下降斜率。可以通過I²C接口或獨(dú)立的數(shù)字邏輯輸入打開/關(guān)閉照相機(jī)的閃光燈。