隨著數碼產品的發展普及，其電源設計也越來越受到關注。手機、數碼相機、MP3、PMP和數碼相框中，都會用到顯示模塊，通常以LCD和OLED為主，也有CSTN等。在顯示模塊中，WLED背光電源和偏置電源屬于微功率電源，其所需的功率通常在幾十毫瓦到幾百毫瓦之間，這類電源的設計直接關系著顯示的效果、模塊的壽命和電池的待機時間。

　　AP3015/A在便攜式數碼產品的顯示模塊中作為偏置電源或背光驅動電源有著廣泛的應用。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，最后著重說明在設計這些方案時的關鍵參數。

　　AP3015簡介

　　AP3015是內部集成開關管的脈沖頻率調制(PFM)模式的升壓轉換器，通過外接升壓電感、肖特基二極管、輸入電容、輸出電容和兩個分壓電阻即可構成完整的升壓電路。

　　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，當電感電流超過約350mA時，會觸發限流功能，同時使輸出電壓降低，起到保護整個升壓電路的作用。由于AP3015采用PFM模式，它在輕載時能保持很高的效率，

這是區別于大部分脈寬調制(PWM)模式升壓轉換器的優點。

　　AP3015A與AP3015屬于同一系列產品，管腳和功能完全相同，AP3015A的輸入范圍較寬：1.0V~ 12V，但其限流點較低，約為100mA。用戶可根據實際需求來選擇AP3015或AP3015A。

　　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，開關管集成在AP3015內部，AP3015的SW端即為開關管的發射極。反饋環路由R1/R2A/R2B/Cf構成，補償控制由AP3015實現。

　　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以及兩個整流二極管 D2/D3實現。SW端的開關信號幅值為 20.4V，當SW端為高時，D2 導通，D3 截止，C3 充電至 20.4V，此時負載電流由輸出電容Cout2提供；當SW變低時，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應用方案如圖3所示。該電路的Vo1和Vo2均由電荷泵實現，有較好的交叉調整率。C4/D1/D4實現Vo1正電壓輸出，C3/D2/D3實現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絡R1/R2A/R2B設定。

　　4、 WLED驅動電源

　　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的個數，同時可通過調整R1來調節WLED的電流。該電路的優點在于每顆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WLED，并和電阻R1共同構成反饋環，因此該電路實現恒定的輸出電流而非輸出電壓。穩壓管Z和電阻R2構成過壓保護電路。

　　AP3015設計偏置電源和背光電源

　　1、 反饋網絡中的前饋電容

　　在圖1、圖2和圖3中，都用到了Cf。Cf通常可以選10pF。在反饋環路中Cf間接提高了AP3015內部比較器的過驅動，能有效地減小輸出電壓過沖和紋波。Cf的引入還可以提高效率約2％~3%。

　　2、 正負偏置電源兩個方案的對比

　　由圖2、圖3可知，對于正負偏置電源有兩個不同的方案，圖2所示方案中，Vout+由傳統的升壓電路產生，Vout-由SW節點的開關信號通過電荷泵電容C3并經D2、D3整流所得。而圖3所示方案中，Vout+和Vout-均由SW節點的開關信號通過電荷泵電容整流所得，因此對比兩個方案可得：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驅動電路中的OVP設計

　　在WLED驅動電路中，WLED是升壓電路的反饋環的一部分，如果WLED由于某種原因短路，則反饋環被切斷，就會導致SW節點電壓無限升高，直至燒毀AP3015。為了實現過壓保護，我們必須設計OVP電路。最經濟常用的OVP電路是在Vout和FB之間增加一個穩壓二極管，如圖4所示。當WLED開路，Vout電壓升高，穩壓二極管導通，將FB拉高，進而關斷內部開關管，起到保護AP3015的作用。由于該電路過壓時通過關斷內部開關管實現OVP，因此保護措施更為安全有效。比傳統的Vout和GND之間增加穩壓二極管更有優勢。