隨著(zhù)數碼產(chǎn)品的發(fā)展普及，其電源設計也越來(lái)越受到關(guān)注。 我們通常說(shuō)的"數碼"指的是含有"數碼技術(shù)"的數碼產(chǎn)品，如數碼相機、數碼攝像機、數碼學(xué)習機[1]、數碼隨身聽(tīng)等等。隨著(zhù)科技的發(fā)展，計算機的出現、發(fā)展帶動(dòng)了一批以數字為記載標識的產(chǎn)品，取代了傳統的膠片、錄影帶、錄音帶等，我們把這種產(chǎn)品統稱(chēng)為數碼產(chǎn)品。例如電視/電腦 /通訊器材/移動(dòng)或者便攜的電子工具等，在相當程度上都采用了數字化。在顯示模塊中，WLED背光電源和偏置電源屬于微功率電源，這類(lèi)電源的設計直接關(guān)系著(zhù)顯示的效果、模塊的壽命和電池的待機時(shí)間。

AP3015/A在便攜式數碼產(chǎn)品的顯示模塊中作為偏置電源或背光驅動(dòng)電源有著(zhù)廣泛的應用。下面分別介紹了AP3015的性能以及設計偏置電源和WLED背光電源的典型應用方案，最后著(zhù)重說(shuō)明在設計這些方案時(shí)的關(guān)鍵參數。

AP3015簡(jiǎn)介
AP3015是內部集成開(kāi)關(guān)管的脈沖頻率調制(PFM)模式的升壓轉換器，通過(guò)外接升壓電感、肖特基二極管、輸入電容、輸出電容和兩個(gè)分壓電阻即可構成完整的升壓電路。
PFM是最近流行起的一種盜號木馬，作者未知。此木馬因名字響亮而被人們廣為熟知。據一個(gè)不愿意透露姓名的內部人士介紹，PFM即為"Please fuck me (boy)"的縮寫(xiě)。之所以起這個(gè)名字是由于木馬編寫(xiě)者在編寫(xiě)PFM的過(guò)程中一直處于寂寞的狀態(tài)。PFM在口腔修復學(xué)中是烤瓷熔附金屬即porcelainfusedtomatal的意思，也稱(chēng)金屬烤瓷全冠，它是用低熔瓷與金屬底層材料聯(lián)合制成的修復體，兼有金屬的強度和瓷的美觀(guān)，能較好恢復牙體形態(tài)、功能，是強度高、外觀(guān)逼真、色澤穩定、表面光滑、不易磨損、耐酸堿、生物相容性好的永久性修復體。PFM:(Pulse frequency modulation) 脈沖頻率調制一種脈沖調制技術(shù)，調制信號的頻率隨輸入信號幅值而變化，其占空比不變。由于調制信號通常為頻率變化的方波信號，因此，PFM也叫做方波FM.
AP3015的輸入電壓范圍為1.2V~ 12V,而一般升壓轉化器最大只能到6V;AP3015本身具有限流功能，當電感電流超過(guò)約350mA時(shí)，會(huì )觸發(fā)限流功能，同時(shí)使輸出電壓降低，起到保護整個(gè)升壓電路的作用。由于A(yíng)P3015采用PFM模式，它在輕載時(shí)能保持很高的效率，這是區別于大部分脈寬調制(PWM)模式升壓轉換器的優(yōu)點(diǎn)。

AP3015作為微功率電源的典型應用方案
1、 LCD / OLED單路偏置電源
部分小尺寸的LCD和OLED屏需要單路正電壓作偏置電源，不同廠(chǎng)家的屏需要的電壓大小不同，從9V到25V不等，所需電流較小，通常在10mA左右。圖1是采用AP3015設計的單路偏置電源，由單節鋰電池供電，根據LCD/OLED屏的需要，調整R1/R2A/R2B來(lái)設定合適的輸出電壓，為其供電。該電路是典型的升壓轉換電路，開(kāi)關(guān)管集成在A(yíng)P3015內部，AP3015的SW端即為開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極。反饋環(huán)路由R1/R2A/R2B/Cf構成，補償控制由AP3015實(shí)現。
2、 LCD / OLED正負偏置電源應用方案一

另一部分小尺寸的LCD和OLED屏需要雙路正負電壓作偏置電源，所需電流更小。圖2即是由AP3015設計的雙路輸出偏置電源，由單節鋰電池供電，可據LCD/OLED屏的需要，調整R1/R2A/R2B來(lái)設定合適的輸出電壓。該電路的Vo1部分是典型的升壓轉換電路。Vo2是由電荷泵電容C3以及兩個(gè)整流二極管 D2/D3實(shí)現。SW端的開(kāi)關(guān)信號幅值為 20.4V,當SW端為高時(shí)，D2 導通，D3 截止，C3 充電至 20.4V,此時(shí)負載電流由輸出電容Cout2提供;當SW變低時(shí)，C3的上端被拉至 -20.4V,D2截止，D3導通，提供負載電流并給Cout2充電。
3、 LCD / OLED正負偏置電源應用方案二

正負偏置電源的另一個(gè)應用方案如圖3所示。該電路的Vo1和Vo2均由電荷泵實(shí)現，有較好的交叉調整率。C4/D1/D4實(shí)現Vo1正電壓輸出，C3/D2/D3實(shí)現Vo2負電壓輸出，Vo1和Vo2的絕對值相等。Vo1的大小由反饋電阻網(wǎng)絡(luò )R1/R2A/R2B設定。
4、 WLED驅動(dòng)電源
如果便攜式設備采用LCD作為彩色顯示屏，必然需要白色背光光源。在小尺寸顯示屏上通常用2顆~4顆白光LED作為背光。WLED一般工作在3.4V/20mA,4顆WLED所需的功率最大約為270mW.圖4即是由AP3015設計的WLED驅動(dòng)電路，由單節鋰電池供電，根據LCD的尺寸，可在2~4顆內調整WLED的個(gè)數，同時(shí)可通過(guò)調整R1來(lái)調節WLED的電流。該電路的優(yōu)點(diǎn)在于每顆WLED的電流相同，能很好的保持亮度的均勻。該電路拓撲為升壓電路，負載為4個(gè)WLED,并和電阻R1共同構成反饋環(huán)。

AP3015設計偏置電源和背光電源
1、 反饋網(wǎng)絡(luò )中的前饋電容
在圖1、圖2和圖3中，都用到了Cf.Cf通�？梢赃x10pF.在反饋環(huán)路中Cf間接提高了AP3015內部比較器的過(guò)驅動(dòng)，能有效地減小輸出電壓過(guò)沖和紋波。Cf的引入還可以提高效率約2%~3%.
2、 正負偏置電源兩個(gè)方案的對比
由圖2、圖3可知，對于正負偏置電源有兩個(gè)不同的方案，圖2所示方案中，Vout+由傳統的升壓電路產(chǎn)生，Vout-由SW節點(diǎn)的開(kāi)關(guān)信號通過(guò)電荷泵電容C3并經(jīng)D2、D3整流所得。而圖3所示方案中，Vout+和Vout-均由SW節點(diǎn)的開(kāi)關(guān)信號通過(guò)電荷泵電容整流所得，因此對比兩個(gè)方案可得：圖2與圖3相比的輸出電流能力較大，效 率較高，但是交叉調整率比較差。
3、 WLED驅動(dòng)電路中的OVP設計
在WLED驅動(dòng)電路中，WLED是升壓電路的反饋環(huán)的一部分，如果WLED由于某種原因短路，則反饋環(huán)被切斷，就會(huì )導致SW節點(diǎn)電壓無(wú)限升高，直至燒毀AP3015.為了實(shí)現過(guò)壓保護，我們必須設計OVP電路。最經(jīng)濟常用的OVP電路是在Vout和FB之間增加一個(gè)穩壓二極管，如圖4所示。當WLED開(kāi)路，Vout電壓升高，穩壓二極管導通，將FB拉高，進(jìn)而關(guān)斷內部開(kāi)關(guān)管，起到保護AP3015的作用。由于該電路過(guò)壓時(shí)通過(guò)關(guān)斷內部開(kāi)關(guān)管實(shí)現OVP,因此保護措施更為安全有效。