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如何應(yīng)對(duì)便攜式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中提出的照明要求
手持設(shè)備和便攜式設(shè)備的照明設(shè)計(jì)需求在過(guò)去幾年中經(jīng)歷了巨大的變化。就在不久前，典型手機(jī)用的還是簡(jiǎn)單的無(wú)源LCD顯示器，很少或者根本就沒(méi)有背光。設(shè)計(jì)師所面臨的大挑戰(zhàn)只是在不泄漏系統(tǒng)電池能量的條件下如何率地驅(qū)動(dòng)一系列并聯(lián)或串聯(lián)的LED。
然而隨著設(shè)計(jì)師開(kāi)始使用更高性能的彩色顯示器，并開(kāi)始在便攜式系統(tǒng)中嵌入像照相機(jī)之類的各種增值功能，對(duì)電源的要求有了顯著提高。如今，典型的蜂窩手機(jī)或手持設(shè)備都采用很高分辨率、有四個(gè)或更多LED產(chǎn)生背光的主顯示器。其中許多還采用另外一個(gè)小顯示器，這些顯示器用在翻蓋手機(jī)的外面，可以提供額外的信息。通常這些子面板要用另外兩個(gè)LED提供背光。還經(jīng)常要求電源電路來(lái)驅(qū)動(dòng)輔助的RGB狀態(tài)燈，并為設(shè)備的鍵盤(pán)提供背光。
同時(shí)，集成的照相功能為便攜式系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)帶來(lái)了一套全新的要求。嵌入式照相機(jī)需要一個(gè)閃光燈，通常需要在很短的持續(xù)時(shí)間內(nèi)以大功率驅(qū)動(dòng)一個(gè)或數(shù)個(gè)LED來(lái)實(shí)現(xiàn)。在早期的照相機(jī)實(shí)現(xiàn)方案中，采用像素還不到1M的CCD，所需的閃光驅(qū)動(dòng)電流也不到100mA。但隨著便攜式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師開(kāi)始普遍采用高分辨率的CCD，閃光功能對(duì)電源的需求也上升了。如今對(duì)許多便攜式設(shè)備來(lái)說(shuō)，僅僅是實(shí)現(xiàn)照相的閃光功能并實(shí)現(xiàn)相片的分辨率以及紅眼校正功能，就需要高達(dá)600mA的電流，對(duì)于氙氣閃光燈來(lái)說(shuō)還要更高(見(jiàn)圖：AAT3171的典型應(yīng)用)。此外，增加其它新的閃光功能或電影模式，將給設(shè)計(jì)師提出更復(fù)雜的電源管理要求和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
獨(dú)立實(shí)現(xiàn)
通常，便攜式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師主要采用獨(dú)立的實(shí)現(xiàn)方案來(lái)管理照明設(shè)備的功率。對(duì)于背光應(yīng)用，設(shè)計(jì)師通常使用獨(dú)立的電荷泵來(lái)驅(qū)動(dòng)并聯(lián)的LED、而采用升壓變換器來(lái)驅(qū)動(dòng)串連的LED并提供基本的照明功能。彩色顯示器增加了對(duì)功率的需求，但在早期的設(shè)計(jì)中，很少可以使設(shè)計(jì)師靈活地調(diào)節(jié)照明強(qiáng)度。目前，像控制照明強(qiáng)度的白平衡和產(chǎn)生狀態(tài)燈的不同色彩的色彩平衡變得越來(lái)越重要，從而要求系統(tǒng)控制器或事務(wù)管理微控制器提供更復(fù)雜的控制。早期，絕大多數(shù)的設(shè)計(jì)師都采用噪聲相對(duì)較大的模擬PWM控制信號(hào)來(lái)控制LED亮度和背光功能。
初，閃光LED功能是作為單獨(dú)的部分來(lái)實(shí)現(xiàn)的，只提供簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)控制。后來(lái)設(shè)計(jì)師在系統(tǒng)處理器中加入一些基本的算法來(lái)控制閃光子系統(tǒng)。由于很少有哪些系統(tǒng)提供閃光強(qiáng)度控制，因此設(shè)計(jì)師一般通過(guò)管理照相機(jī)快門來(lái)控制到達(dá)CCD的光量。但隨著嵌入式照相機(jī)性能的改進(jìn)，設(shè)計(jì)師不得不升級(jí)閃光功率管理系統(tǒng)的性能。這些提升的性能要求采用固定的照相快門和對(duì)閃光強(qiáng)度的更好控制。為了減少系統(tǒng)控制器的開(kāi)銷，設(shè)計(jì)師開(kāi)始采用更具智能的閃光LED控制器。但隨著對(duì)減小系統(tǒng)尺寸和成本的市場(chǎng)壓力的不斷增強(qiáng)，以及照明功能的數(shù)量、種類和復(fù)雜度的持續(xù)增加，便攜式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師開(kāi)始尋求更新的方案來(lái)替代這些獨(dú)立的照明子系統(tǒng)。