白光LED驱动器CAT3636在便携设备中的应用

目前，各种消费类电子产品不断被赋予新的功能特色，而随着复杂度的提高，相应的功耗也随之增加。如何通过改善设计去避免功耗过快的增长，已经成为摆在硬件设计工程师面前的一个重要课题。比如手机、PMP、GPS这一类产品，其LCD背光所消耗的功率占整机功耗非常大的比重，而且LCD屏有进一步增大的趋势，这将进一步增加相应的功率。因此，如何降低LCD背光的功率消耗成为了降低系统功耗首要问题之一。
        目前，市场上LCD屏的主流架构是CSTN和TFT，它们都需要一定亮度的背光源来达成可见的图像。背光源的亮度需求基本上与LCD屏的大小成正比，同时也和周边的环境和用户的主观感受有关。国内比较流行的背光方案是2.8英寸以下的LCD屏采用2～4个白光LED，2.8～4.3英寸的LCD屏采用5个以上的白光LED。考虑到LED的寿命、指标及价格，一般把单个LED电流控制在15～25mA。
        大多数便携设备采用锂电池供电。锂电池的放电区间是3.2～4.2V左右，而白光LED在正常工作时所需的正向电压在3.2～3.8V之间（IF=20mA@ VF=3.5V），而当系统的负载突然增大时，就会造成电池电压波动，因此直接使用锂电池驱动白光LED就会发生暗屏或闪屏等不正常现象。
        解决这个问题的方法是在锂电池和白光LED之间插入一级升压驱动电路。目前常用的架构有两种：一种是电感升压型，另一种是电荷泵升压型。
        对便携设备中5～6个白光LED的驱动方案，虽然电感升压型架构比传统的电荷泵升压型架构具备更多的高效率优势，然而噪声和外围器件的尺寸仍然是这种方案中不易克服的缺点。为了驱动串联排列的5～6个白光LED, 电感升压型芯片至少需要输出16 (3.2V/LED×5) ～21V(3.5V/LED×6)的驱动电压，其上固有的切换电路纹波对其他小信号电路是较大的噪声源。如果采用PWM信号控制升压型芯片的使能端来进行调光操作，那么不单是PWM信号自身，波动的驱动电压更会对其他电路造成不利的影响。
        CAT3636是一款充电泵式电容升压型白光LED驱动器，特别适合于采用5～6个白光LED作背光的LCD屏。与流行的电容升压型架构相似，它不需要电感器，外围只需要几个小容量的陶瓷电容器，自身亦采用小尺寸的3mm×3mm见方的TQFN-16封装。而与流行的电容升压型架构不同的是，它采用了Catalyst半导体公司的Quad-ModeTM电荷泵专利技术，能够非常有效地提升背光LED驱动器的转换效率，以降低背光电路的功耗。
        当前大部分流行的电荷泵式LED驱动器根据输出电压和输入电压的比率仅提供3种工作模式：1倍, 1.5倍和 2倍。Quad-ModeTM架构增加了第四种工作模式