用于显示器背光的非对称多阶段升压的制作方法_3

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进行图像捕捉的被摄体或场景.
[0035]作为非限制示例,在某些实施例中,启用闪光升压350B阶段可以使到背光380中的LED 384的功率输出变为4倍,例如从可由主升压350A阶段提供的每LED 384约25mA的最大值(典型的显示器亮度设置为约5mA)到由闪光升压350B阶段提供的每LED 384约10mA的脉冲电流.
[0036]在图5的530处,当闪光结束时,背光功率管理模块300停用闪光升压阶段,如540所示.当闪光脉冲结束时,闪光升压350阶段返回空闲状态,从而允许高效的主升压350A阶段操作用于正常的背光操作.
[0037]在背光功率管理模块300的实施例中,当给背光380供电用于正常的背光操作时,启用主升压350A阶段。当接收闪光触发时,启用闪光升压350B阶段短暂的时间间隔(例如,对应于摄像头的曝光时间的间隔)以增加给LED串382的功率,并因而使得背光380生成闪光.在某些实施例中,主升压350A和闪光升压350B可以联合工作.在这些实施例中,在闪光期间主升压350A保持被启用,且启用闪光升压350B阶段适当地增加汇390处吸收的电流和LED 384的阳极处的净空电压,以生成闪光.例如,假设用于主升压350A部件的最大电流为25mA,为了通过升压电路实现100mA,闪光升压350B部件的大小可以调整为支持75mA。作为替换,在某些实施例中,主升压350A阶段和闪光升压350B阶段可以分开或独立工作。在这些实施例中,在闪光期间启用闪光升压350B,并且在闪光期间停用或旁路主升压350A.接着停用闪光升压350B,并启用主升压350A以恢复正常背光.因此,在这些实施例中,为了通过升压电路实现100mA,闪光升压350B部件的大小可以调整以支持全部10mA负载.
[0038]图4为根据至少某些实施例、实现用于显示器背光的非对称多阶段升压的示例背光功率管理模块的更详细的框图。背光功率管理模块400可以控制给显示器背光480的功率.背光功率管理模块400可以实现非对称多阶段升压,其包括两个升压阶段:用于经由显示器背光480的典型显示器背光的主升压450A阶段,以及在需要时经由显示器背光480提供闪光功能的闪光升压450B阶段.闪光升压450B阶段的一个或多个部件的大小可以与主升压450A阶段的对应部件不同,因而使得各升压阶段不对称.主升压450A阶段的大小可以调整为对正常的显示器背光480操作使用高电感和低功换频率来提供低负载的高效率.闪光升压450B阶段的大小可以调整为对脉冲电流(例如,摄像头闪光)应用使用低电感和高切换频率来获得高电流和峰值功率.
[0039]在某些实施例中,非对称多阶段升压可以实现为从诸如电池的电源接收功率(电压输入)的升压电路.该升压电路可以包括要被供电的背光480中的LED 484的一个或多个串482、位于LED串482的前方(阳极一侧上)的主升压450A部件和闪光升压450B部件以及位于LED串482的后方(阴极一侧上)的一个或多个电流汇490.背光功率管理模块400的控制模块410可以包括工作以控制非对称多阶段升压电路从而控制给显示器背光480的功率的一个或多个部件,例如控制逻辑412、升压驱动器414和反馈418.
[0040]在某些实施例中,位于LED串482的阳极一侧上的主升压450A部件可以包括电感器452A、开关454A部件和电压整流器456A部件.在某些实施例中,位于LED串482的阳极一侧上的闪光升压450B部件可以包括电感器452B、开关454B部件和电压整流器456B部件.
[0041]升压电路的效率通常根据负载而变化.对于移动设备中典型的背光操作,总的来说目的是优化相对低负载的电流下的效率,以保存电池寿命.在某些实施例中,为了在正常的显示器背光操作期间提供高效的电压升压,将具有相对高电感的电感器452A用于主升压450A阶段.为了低负载的高效率,可以选择相对高的电感以最小化电感器452A中的AC损耗,因为在与低负载下的DC损耗相比,AC损耗占主导。另外,相对低的切换频率可以用于主升压450A阶段以最小化切换损耗.在某些实施例中,可以取决于负载电流调整切换频率(例如,如输入到模块400的亮度电平设置所确定的);电感器450A的大小可以调整为具有典型情境下的最优效率(典型或中等亮度,例如每LED 384约5mA),同时仍能支持较高的负载电流(最大亮度,例如每LED 384约25mA),而不需要电感器纹波电流到达饱和电流限制.
[0042]为显示器背光480实现闪光功能需要给定体积下的峰值功率能力,其可能与用于典型背光操作的低负载下的高效率需求冲突。为了在移动设备应用的功率及体积限制内在典型的显示器背光和闪光功能二者期间均提供高效率,背光功率管理模块400实现非对称多阶段升压,其包括闪光升压450B阶段和主升压450A阶段.为了提供闪光功能,闪光升压450B阶段的各部件的大小可以调整为用于高峰值功率.在某些实施例中,为了支持高峰值功率,具有相对低电感的电感器452B可以用于闪光升压450B阶段.另外,闪光升压450B阶段可以使用相对高的切换频率.
[0043]作为非限制示例,在某些实施例中,主升压450A阶段可以被构造用于利用15 μ H (H = Henry,电感单位)电感器根据亮度水平设置以500kHz-lMHz的切换频率进行显示器背光.为了提供闪光功能,闪光升压450B阶段可以用I μΗ电感器以2MHz切换频率操作。在某些实施例中,在典型操作期间,基于该设备的亮度设置,可以将背光480设置到某个DC电流电平。为了触发闪光,启用闪光升压450B阶段以支持驱动LED串482的前向电压并增加升压电压的脉冲电流。当该闪光脉冲结束时,闪光升压450B阶段返回空闲状态,从而允许高效的主升压450A阶段以初始(减少的)电压操作用于正常的背光操作.
[0044]在某些实施例中,升压电路可以包括开关454A和454B,其可以位于电感器452和整流器456之间的电流节点处.开关454A可以工作以在升压驱动器414的控制下启用或停用主升压450A阶段,并且开关454B可以工作以在升压驱动器414的控制下启用或停用闪光升压450B阶段.在操作中,当开关454被操作时,它创建允许电流穿过相应的电感器452的电路,该电感器452工作以升压升压电路上的电压(例如,从电感器452的输入一侧上的03V到电感器452的输出一侧上的018V).在某些实施例中,开关454A和454B可以实现为场效应晶体管(FET),或更具体地为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),例如N沟道 M0SFET.
[0045]在某些实施例中,电感器452和开关454的输出可以是AC,例如三角波电流.在某些实施例中,电压整流器456可以位于电感器452和背光480之间的升压电路上,以整流由电感器452提供的升压后的电压,从而确保只有正电流流向输出(LED串482)。各整流器456整流经切换的电感器输出电压以产生DC升压后的输出电压.在某些实施例中,可以使用半导体二极管,例如Schottky 二极管,实现电压整流器456A和456B。或者,可以使用场效应晶体管(FET)实现电压整流器456以提供同步整流.
[0046]在某些实施例中,位于LED串482的阴极一侧上的主升压450A部件可以包括用于升压电路中的各LED串482的电流汇490A部件。在某些实施例中,位于LED串482的阴极一侧上的闪光升压450B部件可以包括用于升压电路中的各LED串482的电流汇490B部件.LED串482的阴极一侧上的电流汇490可以工作以吸收通过串482中的LED 484的电流.在某些实施例中,控制模块410可以控制电流汇490以调节汇490吸收的电流量.在某些实施例中,控制模块410可以包括控制逻辑412和一个或多个控制部件420,以便为升压电路创建用于电流汇490的临界点,例如设置或改变经由汇490穿过LED 484吸收的电流电平.控制部件420可以例如实现为如图4所示的可编程数模转换器(DAC)420.在某些实施例中,如图4所示,可以有用于主升压450A阶段的控制电流汇490A的第一 DAC 420A和用于闪光升压450B阶段的控制电流汇490B的第二 DAC 420B.然而,在各实施例中可以使用更多或更少的DAC来控制电流汇490.
[0047]在某些实施例中,在操作期间,控制逻辑412可以接收指示背光功能的输入(例如,亮度设置下的正常显示器背光,或持续某段时间的闪光脉冲).作为响应,控制逻辑412经由DAC 420指导电流汇490吸收所需的通过LED 484的电流电平以支持该背光功能.例如,闪光功能可能需要10mA电流,正常的显示器背光功能可能需要5-25mA。在某些实施例中,电流汇490可以包括感测元件和局部反馈,该感测元件和局部反馈将电流调节为DAC420所限定的目标.只要跨电流汇的电压超过对应于目标设置的最小净空电压,电流汇电流就将匹配该目标.
[0048]在某些实施例中,可以通过控制模块410的反馈418部件发信号给跨电流汇490的电压.在某些实施例中,为了电流汇490能够吸收所需的通过LED 484的电流,必须经由升压450在LED 484的阳极处提供适当的净空电压.在某些实施例中,控制逻辑412可以指导升压驱动器414通过控制开关424来驱动所需的通过升压电路的电压,以支持背光功能.在某些实施例中,可以调节LED串482的阳极一侧的电压,以在DAC 420所限定的期望的LED串电流设置下提供电流汇490所需的必需净空电压.反馈418部件比较最低的LED串阳极电压和用于该期望的LED串电流的目标净空电压,以便为升压驱动器414提供误差信号.电压升压得越高,提供给LED 484的阳极的电压越多,这允许跨电流汇490的充足净空,因而满足DAC 420所指示的所需电流.类似地,可以发信号给升压驱动器414以降低升压后的电压电平,以便如果需要的话针对DAC 420设置的目标电流适当地调节电流汇净空电压.
[0049]因
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