聊一聊手机上LCD的背光驱动芯片

　　LCD是手机上非常重要的部件之一，LCD显示的效果，直接影响着用户的直观感受。 而LCD背光驱动芯片，也是具有影响的其中一个因素。性能好的LCD背光驱动芯片，可以使LCD显示清晰，亮度均匀，没有闪烁等问题，并且高效率的驱动芯片增加手机的待机时间，所以选择一款合适的，性能优异的LCD背光驱动芯片是非常重要的。

　　根据LCD屏幕内的LED连接方式，来决定要选择的背光驱动芯片。 目前常用的背光驱动芯片有几种： boost DC/DC （inductor）型 ， charge pump（capacitor）型， Linear 型的。下表是这几种类型的比较：

　　Inductor boost DC/DC 利用电感和电容元件的能量储存特性，将Vbat电压升压来驱动LED，实现能量从Vbat到负载LED的转换。 Inductor boost DC/DC 主要用来驱动背光LED是串联的 LCD屏。LED串联连接的方式优点是每一个LED的工作电流都是一样，所以发光基本一致，亮度均匀。在大尺寸屏幕中优势明显，应用的较多。但是，用Inductor boost DC/DC 由于电感的存在和内部switch的开关动作，会产生干扰和噪音，可能会对其他部分电路产生干扰，影响手机的RF等性能，所以在电路设计和PCB layout的时候要特别注意。

　　Fairchild 可以提供一系列 Inductor boost DC/DC 型的背光驱动芯片，53系列中的一款同步升压的boost DC/DC 驱动，最高效率能达到 87％，最大Vout电压能到 16V，能够驱动 2~4 LED.还有一个特点就是内部集成了一个P_MOSFET， 在芯片 shutdown的情况下，PMOSFET能够可靠的关断，从而切断整个电流通路，不会有任何的漏电流，这个特点在用在 PM_OLED 驱动的时候最有优势，有些厂家的芯片在关断的时候由于电流通路上的Diode存在，会有电流从Vbat灌过来，形成较大的漏电流，增加了系统的功耗。

　　Figure 1 53 系列 Block Diagram

　　由于用做并联LED的背光驱动芯片， current match 这项指标已经有了非常明显的提高，并且在成本上也远远低于Inductor boost DC/DC型的，所以用并联LED灯的LCD屏越来越成为主流。 用作这类LCD屏的背光驱动芯片主要有 capacitor charge pump 型和linear型，它们具有低电磁干扰，低噪声的特点，并且具有成本的优势，所以应用越来越广泛。

　　Fairchild 57 系列是charge pump型的背光驱动产品。目前的两款产品都是6个通道的，可以工作在1倍或1.5倍模式。一款是可以将6个通道分为2组（4，2），每组都可以通过PWM信号独立控制，这样做的好处是设计灵活，可以将6个通道全部用于LCD的背光，也可以将4个通道用于LCD的背光LED驱动，2个通道用于键盘的LED驱动。它的效率可以最高达到92％，current matching 在3％ 以内，典型值是0.4％，在业内较领先。另一款是可以将6个通道分为5组（2，1，1，1，1），通过I2C总线可以独立的控制每一组，设计更为灵活。

　　Figure 2 57 系列 6通道charge pump 背光驱动

　　Linear 型的背光驱动不需要外置电感或电容实现能量的转换，它是通过降压的方式，设置电流来实现驱动LED，所以要求LED 的Vf不能太高。由于近年来随着LED技术的发展，LED的Vf越来越低，已经降到3.2V甚至更低，所以Linear型的背光驱动开始广泛普及，Fairchild 56系列的Linear背光驱动芯片的dropout为50mv，较为领先。在手机的主要工作电池电压Vbat 3.6V-3.8V之间， 56系列的工作效率能保持在85%或更高。

　　56 系列linear 背光驱动产品可以提供2通道，4通道，6通道三种型号。通过外置的一颗电阻来设置背光的电流，而且通过single wire的接口，可以实现软件32级的调光。