Драйверы светодиодов со встроенным генератором подкачки зарядов и цифровыми фильтрами низкой частоты

Корпорация Semtech представила два новых драйвера светодиодов со встроенными генераторами подкачки заряда, которые, по словам компании, являются первыми драйверами со встроенными цифровыми фильтрами низкой частоты, используемыми для управления силой выходного тока согласно скважности входящего сигнала ШИМ.

Драйвер SC652 поддерживает работу с максимум пятью светодиодами и одним управляющим сигналом ШИМ, в то время как драйвер SC656 может работать сразу с семью светодиодами и двумя независимыми сигналами ШИМ для поддержки систем, требующих независимого освещения двух областей. Обе модели полностью оптимизированы под портативные системы с питанием от одной Li-Ion батареи.

На сегодняшний день широтно-импульсная модуляция (ШИМ) стала наиболее распространенным методом регулировки яркости из-за своей гибкости, легкости адаптации управляющего кода под разные платформы, а также ее использованию в передовых схемах экономии энергии, таких как ALS (Ambient Light Sensing) и CABC (Content Adaptive Brightness Control). Однако, в большинстве конструкций сигнал ШИМ всего лишь периодически включает и выключает светодиод с достаточно большой частотой для создания видимости непрерывного света. Такой подход имеет три существенных недостатка. Во-первых, значительно возрастают пульсации напряжения на входах и выходах драйвера, что может создавать помехи на соседних цепях. Во-вторых, уменьшается КПД, так как прямое напряжение светодиода всегда остается в высоком уровне. В-третьих, дисплеи с подобным методом регулировки яркости зачастую страдают от мерцания, образования полос на изображении и возникновения характерного шума на экране из-за рассогласования частоты обновления экрана и частоты мерцания светодиода.  

Наиболее популярным решением этих трех проблем является преобразование логического сигнала ШИМ в аналоговый сигнал при помощи RC-фильтров. Впрочем, такое решение не только увеличивает число внешних компонентов, но и влияет на точность регулировки при низких уровнях яркости, так как логические уровни ШИМ чаще всего имеют довольно низкую стабильность.

По утверждениям Semtech, драйверы SC652 и SC656 являются первыми устройствам, которые полностью решают все вышеперечисленные проблемы без необходимости во внешних компонентах. Это достигается путем использования цифрового фильтра низкой частоты, который считывает скважность сигнала ШИМ и подает соответствующие данные на управляющий током цифро-аналоговый преобразователь. Допустимая частота ШИМ колеблется от 200 Гц до 50 кГц.  Выходной ток линейно пропорционален скважности ШИМ, при этом нулевой скважности соответствует сила тока в 0.1 мкА. При любых условиях выходной ток остается постоянным, что максимально сокращает входные и выходные пульсации напряжения, уменьшает прямое напряжение светодиода для обеспечения наиболее оптимальной работы генератора подкачки заряда, а также полностью исключает вероятность возникновения помех из-за конфликта частоты мерцания светодиода с частотой обновления экрана.

Кроме того, при резких перепадах скважности ШИМ цифровой фильтр плавно меняет яркость светодиода, что создает приятное дополнение к чисто техническим достоинствам, которое к тому же не требует написания специальной программы. 

Модель SC652 доступна в 14-ножечном бессвинцовом корпусе типа MLPQ-UT размером 2 x 2 мм, а модель SC656 доступна в 20-ножечном корпусе типа MLPQ-UT размером 3 x 3 мм. Оба устройства не содержат галогенов в своем составе и полностью соответствуют требованиям директивы RoHS.