早期的手机采用低成本的彩色发光二极管（LED），提供按键照明以及单色液晶显示萤幕（LCD）背光。在新世纪交替之际，由于 LED 技术进步，手机纷纷采用蓝色和白色 LED 以供按键照明。白色 LED（WLED）是具有特殊涂层的蓝色 LED，可制造白光波长，能让全彩频谱投射在 LCD 显示幕上，因而成为目前手机使用的主要色彩。除了全彩 LCD 背光外，WLED 也用于键盘、轨迹球和控制钮照明、相机闪光灯以及手电筒上。

4.2V）和電流（20mA），以達成手機應用中所需的亮度和明度。"第一代的 WLED 需要更高的顺向电压（4.2V）和电流（20mA），以达成手机应用中所需的亮度和明度。这些电压通常高于电池供电压，并需要驱动器 IC增强 LED 供电压。由于WLED 所需的电流较高，WLED 常是手机中最大的耗电源，基于减少耗电以及延长电池寿命的需求，WLED 制程技术精进，并降低制造成本，让WLED能以较低成本生产，利用较低的电流，达成所需的亮度。电流降低（

线性匹配的独立电流来源

德州仪器TPS7510x（如图一所示）的 LDO 线性稳压器拓扑具有众多优势，凌驾于传统固定模式和混合模式电容帮浦，以及电感升压转换器拓扑。在许多应用中，TPS7510x 都是极为有效的替代解决方案。 TPS7510x 减少或省去许多外部零件，相较于其他的替代方案，可大幅节省成本。零件减少不仅可节省材料成本，也可减少额外建置每个平均需0.01美元至0.02美元的元件制造成本。

《图一 线性匹配的电流来源》

减少元件数目的另一个好处，是可缩减解决方案的尺寸大小。由于 TPS7510x 不需要外部元件，解决方案的总尺寸可缩减为只有 IC 的大小，也就是 WCSP 封装的 1.44 mm2。 TPS7510x 的第三个优势在于，几乎所有输入电流(99%)都用来驱动 LED，电流不会耗费在电容帮浦电容或升压电感上。这项省电架构，可将电池使用寿命的平均效率，增加到 87% 以上。就额定的 3.6V 电池电压而言，这项解决方案的效率通常高于 99%。

LDO 拓扑最大的缺点，就是 LED 的顺向电压限于输入电压减去压差（典型 30mV，最大 100mV）。这项限制已不再是重大缺点，因为现今已有数种可用的白色 LED，具备典型3V、甚至是低于行动解决方案中使用之 LED 电流位准(3mA–10mA)的顺向电压。线性解决方案第二项明确的限制，就是只在并联 LED 配置时有用，若是标准的单体锂电池应用，串联配置的顺向电压需求就会过高。 TPS7510x 解决方案仅限于并联 LED 配置使用。

固定升压电容帮浦

在使用固定升压电容帮浦的应用中（请见图 二），输出会升压为固定电压，并透过个别电阻调节 LED 电流。由于电容帮浦装置成本较低，这项方法也相对低廉，但 LED 电流匹配和效率可能不佳（平均43% 的电池用电）。电容帮浦的一大优势，是可降低LED 顺向电压与供电压的相依程度（在电源轨的几伏特范围内），不过可产生足够电压以驱动串联多重LED 的电容帮浦效率极低，而且成本过高，这项解决方案通常仅限于并联LED 配置使用。

《图二 固定升压电容帮浦 (REG710)》

TPS7510x 可针对这类应用有效升压，整体使用元件减少也能降低成本，不过仍有顺向电压低于供电压的限制。

固定模式电容帮浦 (charge pump)

使用固定模式电容帮浦的应用（如图三 所示）会调节输出电压，以维持通过各 LED 电流的稳定。此类解决方案所采用的拓扑使这些 IC 的 LED 电流来源匹配良好，不过，只要顺向电压匹配不佳，便会影响到实际的匹配。这些电路的效率适当（平均70%的电池用电），并允许顺向电压高于输入电压。

《图三 混合模式电容帮浦 (TPS60231)》

相较于上述应用，TPS7510x 大幅节省成本，并提升效率。电容帮浦电路通常需要一或两个切换电容、输入和输出电容，以达到稳定。如前所述，TPS7510x 减少使用的元件数目，可有效缩减解决方案的尺寸，并降低成本。相对于混合模式电容帮浦解决方案，线性解决方案的缺点是 LED 顺向电压（容许范围电压）的限制。不过，混合模式电容帮浦解决方案可与相同的 LED 电压顺利匹配，无论 LED 顺向电压有何变化，TPS7510x 都可匹配良好。

电感升压

在电感升压转换器的应用中（最常用来驱动串联的 LED 串列），如图 4 所示，经过 LED 串列的 LED 电流是相同的（理想的电流匹配）。和电容帮浦解决方案一样，也可以使用顺向电压高于供电压的 LED。某些应用中，例如折叠式手机中的背光 LCD 模组只能使用一条 LED 驱动线，此时电感升压转换器通常是最佳（有时是唯一可行的）解决方案。

《图四 电感升压 (TPS61061)》

在其他应用中，电感切换器导致的电磁干扰（EMI）可能会造成问题，而线性 TPS7510x 则是杂讯极低的有效替代方案。此外，省去电感、输出电容或回馈电阻，也可以大幅降低成本。

随着手机白色 LED 的广泛应用，驱动 LED 不再受限于高电压、高电流的单一解决方案，这些装置的相关解决方案与应用，现在都极为多样且数量众多。最近推出的白色 LED 更为明亮、效能更高，可透过较低电流驱动，是使用线性电流来源的全新解决方案。这项解决方案所需的成本最低、元件数目最少，尺寸也最小，是手机应用的绝佳选择。

(作者Mike Gilbert与William Hadden皆任职于德州仪器电源管理部门)