前阶段,小白的一个朋友参加了一个面试。面试完和小白说到其技术面过程惨不忍睹。被提及原因时,主要还是因为面试者提出的问题,小白的朋友答复的可能不是很让面试官满意。出于好奇,小白问了问都存在哪些问题,其中一道便是手机中背光芯片效率的影响因素。
关于背光芯片,不仅仅在手机,在其他存在LCD屏幕面板的设备上几乎都会用到这类芯片。其本身属于DCDC升压芯片。所以呢,凡是影响到DCDC电路效率的因素都可以看作是影响背光芯片输出效率的因素。
上图为艾为的一颗三路背光芯片。纯纯的升压芯片,功率电感,肖特基二极管,该有的都有。如果想进一步了解其内部架构,可以看这张图。
关于背光芯片的效率,在保持相同的输入电压时,亮度不同,其效率必然不同。在保持相同的亮度时,输入电压不同,其效率也同样不同。
那么影响这款芯片的效率,除了芯片本身外,外围电路还会存在哪些影响项呢。小白这里主要讨论两种最主要的应用场景。
1. 最大亮度
其主要与功率电感有关。
图为电感的等效电路图。其不仅存在结电容CL,还存在RL。在电感的选取中,我们不仅仅要考虑其感值,更要考虑其DCR。高的DCR往往会消耗更多的能量,使得效率降低。
此仿真图是我之前讲DCDC-BOOST电路用到的仿真设计。
此时的效率=9.37A*3.74V/5V/7.49A=93.57%
当我们选择在电感前加一个小电阻模拟选取DCR偏大的功率电感时
此时的效率=8.7V*3.47A/5V/6.95A=86.9%,可以看出功率电感的DCR的值对DCDC效率有着很大的影响。
除此之外,影响其最大亮度的效率还有二极管的压降,其导通压降越高,需要抬升的电压也就越高,效率也就越低。
这里小编选择的是一个普通二极管,其不仅反向恢复时间低于肖特基二极管,其压降也同样低于肖特基二极管。此时的效率=7.96V*3.17A/5V/7.46A=67.6%
2. 亮度最低
当亮度最低时,其效率主要与二极管的反向恢复时间有关。了解DCDC电路的都知道,其选用的并非普通二极管,而是一颗肖特基二极管。其与普通的二极管相比,最大的优点在于导通电压小,反向恢复时间快。
上图四通道向下的脉冲至水平稳定的时间即为反向恢复时间。
将其放大即为这种形式
如果DCDC的开关频率即蓝色线段频率高,正负占空时间足够小。然而二极管的反向恢复时间ts+tt较大,此时二极管处于截止的时间就非常的短,其也会影响最终的效率输出。所以在针对肖特基二极管的选取时,尽量选择反向恢复时间短的一款。同时目前市面上常用的肖特基二极管反向恢复时间基本可以满足DCDC电路的应用。