大尺寸屏幕手機(jī)背光面臨的主要問題與解決方案

圖 2.20mA輸出的四模分?jǐn)?shù)電荷泵與電感升壓型背光驅(qū)動效率曲線對比圖。

　　從圖2中可以看到，輸入電壓在3.0～4.2V的手機(jī)應(yīng)用場合，電感升壓型背光驅(qū)動的轉(zhuǎn)換效率(藍(lán)色曲線)和AW9670QNR的轉(zhuǎn)換效率(紫紅色曲線)基本上接近，平均效率都接近80%。若亮度變暗，LED電流減小，四模分?jǐn)?shù)倍電荷泵背光驅(qū)動的轉(zhuǎn)換效率會進(jìn)一步提高，而電感升壓型背光驅(qū)動的轉(zhuǎn)換效率卻隨電流變小而減小，圖3是10mA輸出時電感升壓型背光驅(qū)動和AW9670QNR的轉(zhuǎn)換效率曲線對比圖，由于AW9670QNR大部分時間都是工作在高效率的1倍模式，轉(zhuǎn)換效率要明顯高于電感升壓型背光驅(qū)動的轉(zhuǎn)換效率?！　?/p>本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/139460.htm

圖 3.10mA輸出的四模分?jǐn)?shù)電荷泵與電感升壓型背光驅(qū)動效率曲線對比圖。

　　散熱問題

　　手機(jī)基帶芯片的主頻不斷提高、增加的功能越來越多，手機(jī)的功耗越來越大，散熱問題越來越成為手機(jī)設(shè)計人員在產(chǎn)品設(shè)計的初期需要認(rèn)真考慮的一個關(guān)鍵問題。

　　手機(jī)的熱設(shè)計需要對主要熱源器件進(jìn)行功耗分析、計算熱源器件的熱距離布局面積以及環(huán)境溫度分析等。PCB布局時需要遵循一些基本的熱設(shè)計原則，比如發(fā)熱較高的器件盡量不放在PCB的角落或者邊緣，增加高發(fā)熱器件下面的鋪地層面積、增加屏蔽罩等。

　　由于手機(jī)屏幕的不斷增大，手機(jī)背光模塊的功耗占手機(jī)整體功耗的比例也越來越大，手機(jī)設(shè)計人員也需要在產(chǎn)品設(shè)計初期考慮背光驅(qū)動模塊的熱設(shè)計。除了背光驅(qū)動模的PCB熱設(shè)計考慮和選擇效率更高的背光驅(qū)動芯片外，手機(jī)設(shè)計人員在選擇背光驅(qū)動芯片時還需要特別背光驅(qū)動芯片的封裝熱阻。

　　芯片的封裝熱阻是衡量封裝將管芯產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至電路板或周圍環(huán)境的能力的一個標(biāo)準(zhǔn)。封裝熱阻和封裝材料(引線框架、模塑材料、管芯粘接材料)、封裝設(shè)計(管芯厚度、裸焊盤、內(nèi)部散熱過孔、所用金屬材料的熱傳導(dǎo)率)有關(guān)。封裝熱阻越大，則表示芯片內(nèi)部的熱不容易傳導(dǎo)，芯片的溫度越高。芯片封裝熱阻一般用θJA來表示，單位是℃/W，芯片封裝熱阻的計算公式為：
　　θJA=(TJ-TA)/PD
　　其中TJ為芯片結(jié)溫，TA為環(huán)境溫度，PD為芯片內(nèi)部功耗。已知芯片的封裝熱阻，則可以根據(jù)芯片內(nèi)部的功耗和環(huán)境溫度算出芯片的結(jié)溫。例如一個芯片的封裝熱阻為100℃/W，環(huán)境溫度為25℃時，若芯片內(nèi)部功耗為1W，則芯片的結(jié)溫和環(huán)境溫度差別是100℃，芯片結(jié)溫為125℃。

　　背光驅(qū)動芯片常見的封裝和封裝熱阻如表2：　　

　　由于沒有散熱片，SOT23-5L(6L)封裝的封裝熱阻要遠(yuǎn)大于其他四種封裝的封裝熱阻，芯片結(jié)溫明顯要高于其他四種封裝。比如在環(huán)境溫度為25℃時，對于輸出驅(qū)動10顆LED，輸出功率大致在0.6W左右(LED導(dǎo)通壓降3.0V，每路LED電流為20mA)，若轉(zhuǎn)換效率為75%，則芯片內(nèi)部功耗為0.2W，四種封裝結(jié)溫分別為77℃、40.2℃、35.4℃和34℃。相比采用SOT23-5L(6L)封裝技術(shù)的電感升壓型背光，采用DFN2x2-8L的電感升壓型背光和并聯(lián)背光驅(qū)動的芯片結(jié)溫優(yōu)勢更明顯。