淺談便攜數(shù)碼產(chǎn)品顯示模塊的電源設(shè)計(jì)與應(yīng)用

隨著數(shù)碼產(chǎn)品的發(fā)展普及，其電源設(shè)計(jì)也越來(lái)越受到關(guān)注。 我們通常說(shuō)的數(shù)碼指的是含有數(shù)碼技術(shù)的數(shù)碼產(chǎn)品，如數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)碼學(xué)習(xí)機(jī)[1]、數(shù)碼隨身聽(tīng)等等。隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)、發(fā)展帶動(dòng)了一批以數(shù)字為記載標(biāo)識(shí)的產(chǎn)品，取代了傳統(tǒng)的膠片、錄影帶、錄音帶等，我們把這種產(chǎn)品統(tǒng)稱為數(shù)碼產(chǎn)品。 例如電視/電腦 /通訊器材/移動(dòng)或者便攜的電子工具等， 在相當(dāng)程度上都采用了數(shù)字化。在顯示模塊中，WLED背光電源和偏置電源屬于微功率電源，這類電源的設(shè)計(jì)直接關(guān)系著顯示的效果、模塊的壽命和電池的待機(jī)時(shí)間。

AP3015/A在便攜式數(shù)碼產(chǎn)品的顯示模塊中作為偏置電源或背光驅(qū)動(dòng)電源有著廣泛的應(yīng)用。下面分別介紹了AP3015的性能以及設(shè)計(jì)偏置電源和WLED背光電源的典型應(yīng)用方案，最后著重說(shuō)明在設(shè)計(jì)這些方案時(shí)的關(guān)鍵參數(shù)。

AP3015簡(jiǎn)介

AP3015是內(nèi)部集成開(kāi)關(guān)管的脈沖頻率調(diào)制(PFM)模式的升壓轉(zhuǎn)換器，通過(guò)外接升壓電感、肖特基二極管、輸入電容、輸出電容和兩個(gè)分壓電阻即可構(gòu)成完整的升壓電路。

PFM是最近流行起的一種盜號(hào)木馬，作者未知。此木馬因名字響亮而被人們廣為熟知。據(jù)一個(gè)不愿意透露姓名的內(nèi)部人士介紹，PFM即為Please fuck me (boy)的縮寫。之所以起這個(gè)名字是由于木馬編寫者在編寫PFM的過(guò)程中一直處于寂寞的狀態(tài)。PFM在口腔修復(fù)學(xué)中是烤瓷熔附金屬即porcelainfusedtomatal的意思，也稱金屬烤瓷全冠，它是用低熔瓷與金屬底層材料聯(lián)合制成的修復(fù)體，兼有金屬的強(qiáng)度和瓷的美觀，能較好恢復(fù)牙體形態(tài)、功能，是強(qiáng)度高、外觀逼真、色澤穩(wěn)定、表面光滑、不易磨損、耐酸堿、生物相容性好的永久性修復(fù)體。PFM:(Pulse frequency modulation) 脈沖頻率調(diào)制一種脈沖調(diào)制技術(shù)，調(diào)制信號(hào)的頻率隨輸入信號(hào)幅值而變化，其占空比不變。由于調(diào)制信號(hào)通常為頻率變化的方波信號(hào)，因此，PFM也叫做方波FM.

AP3015的輸入電壓范圍為1.2V~ 12V,而一般升壓轉(zhuǎn)化器最大只能到6V;AP3015本身具有限流功能，當(dāng)電感電流超過(guò)約350mA時(shí)，會(huì)觸發(fā)限流功能，同時(shí)使輸出電壓降低，起到保護(hù)整個(gè)升壓電路的作用。由于AP3015采用PFM模式，它在輕載時(shí)能保持很高的效率，這是區(qū)別于大部分脈寬調(diào)制(PWM)模式升壓轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn)。

AP3015作為微功率電源的典型應(yīng)用方案

1、 LCD / OLED單路偏置電源

部分小尺寸的LCD和OLED屏需要單路正電壓作偏置電源，不同廠家的屏需要的電壓大小不同，從9V到25V不等，所需電流較小，通常在10mA左右。圖1是采用AP3015設(shè)計(jì)的單路偏置電源，由單節(jié)鋰電池供電，根據(jù)LCD/OLED屏的需要，調(diào)整R1/R2A/R2B來(lái)設(shè)定合適的輸出電壓，為其供電。該電路是典型的升壓轉(zhuǎn)換電路，開(kāi)關(guān)管集成在AP3015內(nèi)部，AP3015的SW端即為開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極。反饋環(huán)路由R1/R2A/R2B/Cf構(gòu)成，補(bǔ)償控制由AP3015實(shí)現(xiàn)。

2、 LCD / OLED正負(fù)偏置電源應(yīng)用方案一

另一部分小尺寸的LCD和OLED屏需要雙路正負(fù)電壓作偏置電源，所需電流更小。圖2即是由AP3015設(shè)計(jì)的雙路輸出偏置電源，由單節(jié)鋰電池供電，可據(jù)LCD/OLED屏的需要，調(diào)整R1/R2A/R2B來(lái)設(shè)定合適的輸出電壓。該電路的Vo1部分是典型的升壓轉(zhuǎn)換電路。Vo2是由電荷泵電容C3以及兩個(gè)整流二極管 D2/D3實(shí)現(xiàn)。SW端的開(kāi)關(guān)信號(hào)幅值為 20.4V,當(dāng)SW端為高時(shí)，D2 導(dǎo)通，D3 截止，C3 充電至 20.4V,此時(shí)負(fù)載電流由輸出電容Cout2提供;當(dāng)SW變低時(shí)，C3的上端被拉至 -20.4V,D2截止，D3導(dǎo)通，提供負(fù)載電流并給Cout2充電。