【導讀】許多手機采用白光LED作為顯示屏幕的背光元件，相應的白光LED驅動器就成為一顆在手機設計中不可或缺的IC。白光LED驅動器采用開關電源拓撲結構，如電感式升壓轉換器。本文以德州儀器的TPS61161升壓轉換器為例，介紹一些手機屏幕背光的EMI解決。
許多手機采用白光LED作為顯示屏幕的背光元件，相應的白光LED驅動器就成為一顆在手機設計中不可或缺的IC。白光LED驅動器采用開關電源拓撲結構，如電感式升壓轉換器。轉換器在高速開關的同時，由于使用電感產(chǎn)生EMI干擾，會給手機其他功能模塊的設計帶來困難。隨著LCD屏幕的增大，驅動器所需的輸出能力也相應增加，EMI干擾也會變得嚴重。因此設計白光LED驅動器時對EMI的考慮必需認真對待。
圖1TPS61161的典型應用
德州儀器推出的TPS61161升壓轉換器除了提供10顆LED的驅動能力外，在EMI問題上也有相應的設計考慮，其典型應用如圖1所示。在TPS61161開關設計上采取兩次開關過程，有效降低了EMI的輻射強度，從而避免驅動器對手機其他模塊的影響。如圖2黑色曲線所示，當TPS61161打開內部MOSFET 開關管時，MOSFET的漏源電壓Vds在很短的時間內從高壓變成接近于零的低壓，即很大的電壓變化率dv/dt；并且在開關開啟的初期，由于 MOSFET的特性，流過MOSFET開關管的電流變化率也很大，即di/dt。考慮到dv/dt和di/dt對于EMI產(chǎn)生的作用，在MOSFET開啟初期，采用減慢開關電壓變化率dv/dt來減少EMI強度，如圖2紅色曲線所示。
圖2當TPS61161打開內部MOSFET開關管時MOSFET的漏源電壓Vds在很短的時間內從高壓變成接近于零的低壓
傳統(tǒng)的開關技術和二次開關技術在實際EMI測試結果證明，TPS61161的二次開關技術減低了EMI輻射能量。在EMI測試試驗中，TPS61161 通過電池電壓3.7V驅動10顆串聯(lián)LED。圖3a表示了EMI測試環(huán)境空間的白噪聲，圖3b表示了TPS61161采用傳統(tǒng)開關的EMI測試結果，圖 3c表示了TPS61161采用現(xiàn)有二次開關技術的EMI測試結果。試驗結果表明，二次開關使得EMI輻射強度減少了10db。
圖3a表示了EMI測試環(huán)境空間的白噪聲b表示了TPS61161采用傳統(tǒng)開關的EMI測試結果c表示了TPS61161采用現(xiàn)有二次開關技術的EMI測試結果
另外，TPS61161支持線性調光技術——通過調節(jié)LED的導通電流，改變LED的發(fā)光強度。這種調光方法有效地避免了由于LED調光所引起的EMI干擾。此類干擾經(jīng)常發(fā)生在PWM調光方式。
當然，在具體應用TPS61161設計時好的PCB布局布線也有助于更好的降低EMI對手機系統(tǒng)的干擾。除了TPS61161，德州儀器的TPS61160白光LED驅動器，TPS61165高亮度LED驅動器都采用了二次開關技術。具體可以參考德州儀器的產(chǎn)品目錄。
