中心議題：

• 選擇用于無線產品的LED驅動
• 手機上的彩色LED驅動

解決方案：

• 在基帶功率管理單元上添加了LED驅動器特性
• 采用電荷泵方案

最近幾年內，手機照明發生了巨大變化。從終端客戶點的角度來看，并沒有太大變化-他們可能只是發現顯示屏變大了，指示燈變多了或者照相時有了閃光。從技術角度來看，創造照明特性的挑戰很棘手，而且以后會越來越棘手。現在，手機照明方面最大的技術挑戰在于：
● 合理劃分系統中的LED驅動
● 限制功耗
● 輻射噪聲
● 控制接口和可編程性
● 安全問題
● 外部元件的尺寸
● 系統成本

顯示器背光

根據手機的不同，顯示屏背光LED驅動要求在簡單的4 LED驅動到更復雜的、最多可驅動10個LED的雙顯示器（主屏和子屏）背光驅動器之間變化。根據手機生產廠商的不同，LED驅動或者是顯示屏的一部分，或者就安裝在電話主板上。一小部分電話具有有機LED（OLED）顯示器，它沒有背光LED，但卻要求有用于照明的偏置電壓。

大多數的討論都是在并聯和串聯之間做選擇的問題。遺憾的是，這個問題并沒有一個簡單的答案。通常，一個帶有LED吸收電流或電流源的電荷泵AC/DC變換器可以提供最小的解決方案（無需電感）。并行LED驅動器的效率隨輸入電壓范圍的變化而變化。多模電荷泵在鋰離子電池電壓范圍內可以實現75%~90%的LED效率。并聯的不足在于增加PWC上了的布線數量。過去，匹配是一個主要參數，但是現在新的電路結構可以在LED分支間實現0.2%的匹配。串聯要求具有一個磁性DC-DC轉換器，可根據LED數量和最大正向電壓規格將電池電壓提高到16~20V。這類應用中的電感的尺寸一般是3.5mm×3.5mm× 1mm，而且規定輸出電容電壓要達到25V。因此，系統尺寸要大于類似的電荷泵應用。磁性解決方案提供了出色的匹配（每個LED都有類似的電流）和更高的LED總效率（80%~95%）。

一些手機生產商已在基帶功率管理單元上添加了LED驅動器特性。在某些情況下，它是一個經濟的解決方案，但是不夠靈活。電話設計中照明要求的變化很快，PMU推動的LED驅動一般設計用于打開或關閉一定數量的LED。如果PMU不能驅動背光，就需要一個獨立的驅動-而且如果會增加系統成本，就不會使用PMU功能。

如果LED驅動位于顯示器模塊中，系統高度就成為一個決定因素。到目前為止，電荷泵解決方案是最佳的，但新的電感將要達到0.8mm厚。同時，還可以使用芯片電感，或利用電荷泵或磁性DC-DC來創建薄型顯示器。另外需要考慮的因素是控制接口-單啟動、雙啟動、I2C或SPI接口。大多數電話中都有串行接口，可以實現最方便靈活的控制功能。

不久的將來，背光顏色飽合度將成為一個主要的區別因素。手持式設備中的高分辨率相機和數字電視需要更好的顯示器和背光技術。大OLED顯示器曾經承諾要改變顯示器技術，但至今也沒實現。從高質量電視中分離出來的新RGB LED背光技術也將在小型顯示器中提供更亮的顏色。雖然技術很新，但是與白色LED（NTSC比為70%）相比，它可以提供高達110%的NTSC顏色飽合度。

高效率顯示器背光不光可以通過選擇適當的驅動器或LED來實現。應該在可以降低功耗的環境光環境的基礎上控制背光強度。環境光反饋控制技術在很大程度上取決于傳感器布局（前、后）、傳感器類型（光電二極管、光電晶體管、傳感器）和必需的特征（直接反饋、過濾反饋及終端客戶指定的反饋）。環境光控制的顯示器不僅效率更高，而且還能為終端用戶提供更自然的外觀和感覺。
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手機上的彩色LED驅動

彩色LED一般用作指示燈-來電會將LED變成紅色，收到短信息則變成紫色等等。這樣的LED驅動產品很廣泛，從簡單的控制器（無升壓轉換器）到完整的LED驅動（有升壓轉換器）。許多新的功率管理單元都集成了能夠用于驅動彩色LED的GPIO。

指示燈不僅用于彩色LED。它們還可用于娛樂、警告標識、鍵區引導或者電話裝飾。庫存跟蹤燈就是一個很好的例子，用戶可以根據自己的喜好給庫存編上相應的顏色。在鍵盤上，RGBLED能夠用于照亮鍵盤的特定區域，以便在鍵盤上輕松實現導航。在MP3模式下，電話鍵盤控制音量或跟蹤燈就會按照與其它鍵盤不同的顏色來顯示。
具有更多彩色LED的缺陷在于功耗、布線困難（空間和噪聲）和增加了控制軟件。很多情況下，可以使用內置到DSP和升壓電路中的分立彩色LED驅動器。優勢在于具有最大的靈活性、本地布線、現有的串行接口（I2C或者SPI）以及降低了功耗。因為在手機的待機模式下指示LED都是開著的，這樣就縮短了待機時間，所以彩色LED驅動的功耗就特別重要。通常，LED驅動器是由基帶或者功率管理IC來控制的，這樣就提高了待機電流。控制越多，功耗也就越高。新的彩色LED驅動可以通過內置命令序列來實現最少的控制。用戶可以利用類似于C語言的簡單編碼來對時間延遲、衰減、閃爍、環路和觸發信號進行編程。這些命令被存儲到LED驅動中，根據所編程序自動地打開和關閉。由于控制是預先確定的，所以LED驅動能夠優化輸出功率，并相應地打開或關閉升壓轉換器。這類LED驅動能根據要求分別實現單輸出（單獨指示器）、三輸出（RGB LED）、六輸出（雙RGB）或者十二輸出（四重RGB）。通常，設備是由串行接口來控制的，因此不需要額外的GPIO即可進行控制。同樣，由于封裝尺寸一般小于2mm×2mm，因此LED驅動的布局也很簡單。

照相手機很常見。高分辨率照相手機帶有閃光燈功能，除非在非常黑暗的環境中使用，否則一般不會改變圖片質量。整合了Flash LED驅動器的新型Flash LED提供了相當高的飛行強度，這的確改善了圖片質量。遺憾的是，閃光功率越高，就越難完成設計。通常，新型LED的功率指標約為3~5W，它反應了最差情況下的電池電流（2~3Amp）。如果設計不當，這樣大的電流將引起電池電壓急劇下降。最好的方法包括最小化布線限制、屏蔽EMI、使用無線電TX（如果無線電打開，則關閉閃光燈），以及應用超級電容。超低電容是電容高達1F的平板電容。電容可以為Flash LED之類的大電流應有存儲能量。閃光燈的LED驅動一般也具有集成式指示LED驅動、安全用閃光定時器、TX禁用引腳、閃光燈的觸發引腳和電筒調節。將來，當電池電壓范圍降至2.3V（新電池技術）以下時，flash LED驅動將需要超級電容方法。

結論

背光LED、鍵盤LED、flash LED和指示/彩色LED是當今電話設計中非常重要的一部分。設計精良的照明功能和效果會有很大差異-尤其是終端用戶看來。設計自然的、省電的照明系統極具挑戰性，但是可以利用合適的產品來克服。照明設計始于系統設計和合理劃分，而且產品選擇對于產品能否取得成功起到很重要的作用。未來的挑戰在于：
● 更大、更亮、色彩更豐富、效率更高的顯示器
● 更亮的相機閃光燈需要更高的功率和新的功率架構
● 鍵盤/彩色/指示LED驅動將會具有內置特性，來實現最高的功效，從而延長待機時間
● 更高的集成度和空間約束會提高集成式照明管理單元的普及率
滿足未來的技術要求并不容易，但幸運的是，技術領袖現在就可以提高實現更高性能的解決方案。