聊一聊手機上LCD的背光驅動芯片

　　LCD是手機上非常重要的部件之一，LCD顯示的效果，直接影響著用戶的直觀感受。 而LCD背光驅動芯片，也是具有影響的其中一個因素。性能好的LCD背光驅動芯片，可以使LCD顯示清晰，亮度均勻，沒有閃爍等問題，并且高效率的驅動芯片增加手機的待機時間，所以選擇一款合適的，性能優異的LCD背光驅動芯片是非常重要的。

　　根據LCD屏幕內的LED連接方式，來決定要選擇的背光驅動芯片。 目前常用的背光驅動芯片有幾種： boost DC/DC （inductor）型 ， charge pump（capacitor）型， Linear 型的。下表是這幾種類型的比較：

　　Inductor boost DC/DC 利用電感和電容元件的能量儲存特性，將Vbat電壓升壓來驅動LED，實現能量從Vbat到負載LED的轉換。 Inductor boost DC/DC 主要用來驅動背光LED是串聯的 LCD屏。LED串聯連接的方式優點是每一個LED的工作電流都是一樣，所以發光基本一致，亮度均勻。在大尺寸屏幕中優勢明顯，應用的較多。但是，用Inductor boost DC/DC 由于電感的存在和內部switch的開關動作，會產生干擾和噪音，可能會對其他部分電路產生干擾，影響手機的RF等性能，所以在電路設計和PCB layout的時候要特別注意。

　　Fairchild 可以提供一系列 Inductor boost DC/DC 型的背光驅動芯片，53系列中的一款同步升壓的boost DC/DC 驅動，最高效率能達到 87％，最大Vout電壓能到 16V，能夠驅動 2~4 LED.還有一個特點就是內部集成了一個P_MOSFET， 在芯片 shutdown的情況下，PMOSFET能夠可靠的關斷，從而切斷整個電流通路，不會有任何的漏電流，這個特點在用在 PM_OLED 驅動的時候最有優勢，有些廠家的芯片在關斷的時候由于電流通路上的Diode存在，會有電流從Vbat灌過來，形成較大的漏電流，增加了系統的功耗。

　　Figure 1 53 系列 Block Diagram

　　由于用做并聯LED的背光驅動芯片， current match 這項指標已經有了非常明顯的提高，并且在成本上也遠遠低于Inductor boost DC/DC型的，所以用并聯LED燈的LCD屏越來越成為主流。 用作這類LCD屏的背光驅動芯片主要有 capacitor charge pump 型和linear型，它們具有低電磁干擾，低噪聲的特點，并且具有成本的優勢，所以應用越來越廣泛。

　　Fairchild 57 系列是charge pump型的背光驅動產品。目前的兩款產品都是6個通道的，可以工作在1倍或1.5倍模式。一款是可以將6個通道分為2組（4，2），每組都可以通過PWM信號獨立控制，這樣做的好處是設計靈活，可以將6個通道全部用于LCD的背光，也可以將4個通道用于LCD的背光LED驅動，2個通道用于鍵盤的LED驅動。它的效率可以最高達到92％，current matching 在3％ 以內，典型值是0.4％，在業內較領先。另一款是可以將6個通道分為5組（2，1，1，1，1），通過I2C總線可以獨立的控制每一組，設計更為靈活。

　　Figure 2 57 系列 6通道charge pump 背光驅動

　　Linear 型的背光驅動不需要外置電感或電容實現能量的轉換，它是通過降壓的方式，設置電流來實現驅動LED，所以要求LED 的Vf不能太高。由于近年來隨著LED技術的發展，LED的Vf越來越低，已經降到3.2V甚至更低，所以Linear型的背光驅動開始廣泛普及，Fairchild 56系列的Linear背光驅動芯片的dropout為50mv，較為領先。在手機的主要工作電池電壓Vbat 3.6V-3.8V之間， 56系列的工作效率能保持在85%或更高。

　　56 系列linear 背光驅動產品可以提供2通道，4通道，6通道三種型號。通過外置的一顆電阻來設置背光的電流，而且通過single wire的接口，可以實現軟件32級的調光。