如何在手機(jī)LED指示燈工作時(shí)保持總待機(jī)功耗最小

隨著用戶對(duì)手機(jī)功能的要求日益增長(zhǎng)，一項(xiàng)新的需求進(jìn)入手機(jī)制造商的考慮中，，即手機(jī)可以有提供狀態(tài)的LED提示，以便在待機(jī)的同時(shí)，提醒用戶注意有未讀消息、即將到來(lái)的約會(huì)安排或者其它通知。最近發(fā)布的幾款手機(jī)甚至因?yàn)闆](méi)有提供LED提示而受到差評(píng)。與此同時(shí)，用戶希望手機(jī)的待機(jī)時(shí)間能夠更長(zhǎng)。這兩個(gè)看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題使手機(jī)制造商陷入了意想不到的兩難境地：如何在為L(zhǎng)ED提示供電的同時(shí)，保持較低的總待機(jī)功耗？

LED指示燈通常由電源管理IC (PMIC)或其它小型處理器供電。當(dāng)手機(jī)處于喚醒狀態(tài)時(shí)，這沒(méi)有問(wèn)題，但該處理器必須持續(xù)掌握時(shí)序，即使在休眠模式下，也要自動(dòng)使能和禁用各LED。為了實(shí)現(xiàn)此功能，在為整個(gè)PMIC上電時(shí)會(huì)增加數(shù)毫安的待機(jī)電流。表1中的數(shù)據(jù)和計(jì)算示例顯示，平均功耗主要由指示燈熄滅期間的靜態(tài)電流決定。

表1. 閃爍模式（7.5 s熄滅/300 ms亮起）下的電流和功耗（10mA LED電流和3.7 V輸入）

LED驅(qū)動(dòng)器ADP8866采用獨(dú)特的配置，專門應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，它能夠輕松地對(duì)四個(gè)LED指示燈執(zhí)行自主照明程序，各LED的熄滅時(shí)間可以在100 ms到25.2 s的范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)自主照明程序執(zhí)行并且這些LED熄滅時(shí)，IC總電流降至300 μA以下。此外，由于所有時(shí)序都由ADP8866控制，因此這些LED仍能保持完全同步，即便是在復(fù)雜或持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的閃爍模式下。下面以兩個(gè)例子來(lái)說(shuō)明。

示例1：彩色LED指示燈

手機(jī)需要7個(gè)LED用于背光顯示，兩個(gè)LED用于指示。由于成本和機(jī)械要求，手機(jī)制造商使用紅/綠(RG) LED來(lái)有效實(shí)現(xiàn)三種狀況的待機(jī)通知：未讀消息、電池電量低和約會(huì)安排。對(duì)于每種狀況，LED會(huì)發(fā)出不同顏色的光：紅光、綠光或黃光（紅光+綠光）。

ADP8866針對(duì)這種常見(jiàn)情形提供了理想的解決方案，如圖1所示。它共有9個(gè)LED通道，其中7個(gè)用于照亮顯示屏，RG LED的紅光和綠光信號(hào)由剩下的兩個(gè)通道控制，產(chǎn)生圖2所示的閃爍模式。

ADP8866的評(píng)估板包括一個(gè)圖形編程實(shí)用程序，如圖3所示；其I2C寄存器設(shè)置為執(zhí)行指示燈閃爍功能。

圖3所示的寄存器設(shè)置首先會(huì)產(chǎn)生一個(gè)250 ms的10 mA紅光(Sink 8)脈沖，待其熄滅500 ms后再產(chǎn)生一個(gè)250 ms的紅光脈沖。第二個(gè)紅光脈沖與綠光脈沖混合以生成黃光，因此只消耗一半的電流(5 mA)，便可提供相同的亮度。綠光LED (Sink 9)具有相似的設(shè)置，但其第一個(gè)脈沖會(huì)延遲。當(dāng)?shù)诙€(gè)綠光脈沖熄滅時(shí)，系統(tǒng)會(huì)等待12秒，然后再重復(fù)。使能這一序列時(shí)，所有三種顏色都會(huì)相繼重復(fù)閃爍，如圖2所示。如果需要紅光或綠光指示燈，僅需使能第一個(gè)或第三個(gè)脈沖。如果只需要產(chǎn)生紅光和黃光通知，則紅光LED應(yīng)在第一個(gè)和第二個(gè)脈沖使能，而綠光LED只應(yīng)在第二個(gè)脈沖使能。

當(dāng)紅光和綠光重疊時(shí)，其電流降低，因此所有三種顏色指示燈的亮度相同。此外，也可以改變紅光和綠光電流，以便產(chǎn)生RG光譜中的其它顏色。脈沖的寬度、關(guān)閉時(shí)間和幅度是完全可定制的，因此各種各樣的燈效都有可能。

示例2：高可見(jiàn)度動(dòng)態(tài)指示燈顯示

便攜式電子設(shè)備要求通知指示燈具有動(dòng)態(tài)特性和高可見(jiàn)度，能夠在其它背景干擾下醒目地顯現(xiàn)出來(lái)。對(duì)此，ADP8866同樣是理想的解決方案，它最多能用4個(gè)LED通道（Sink 6至Sink 9）來(lái)驅(qū)動(dòng)復(fù)雜的照明序列。其余5個(gè)LED通道可以用于背光或鍵盤照明。本例中，Sink 6至Sink 9設(shè)置為點(diǎn)亮4個(gè)LED，先從右至左，再?gòu)淖笾劣?，?jīng)過(guò)10秒延遲后再重復(fù)。該模式如圖4所示。

漸亮?xí)r間、漸暗時(shí)間和漸變?cè)O(shè)置（平方或立方）同時(shí)針對(duì)第一個(gè)HB（心跳）脈沖而設(shè)置。DELAY參數(shù)可在0秒至1.270秒范圍內(nèi)以10 ms的增量進(jìn)行調(diào)整。本例中，DELAY設(shè)置為漸亮?xí)r間的一半，但可以使用其它延遲設(shè)置以獲得不同的效果。第一個(gè)脈沖與HB脈沖之間的關(guān)閉時(shí)間由第一個(gè)脈沖的OFF Time（關(guān)閉時(shí)間）變量控制。為保持對(duì)稱，這些時(shí)間均設(shè)置為延遲時(shí)間的倍數(shù)。HB OFF Time設(shè)置該序列重復(fù)之前的延遲時(shí)間。本例中，等待時(shí)間為10秒，因此Sink 6 HB OFF Time為10秒。其它三個(gè)HB OFF Time等于10秒加上DELAY時(shí)間的倍數(shù)。該序列對(duì)應(yīng)的寄存器狀態(tài)如圖5所示。

也可以使用同樣的編程方法來(lái)產(chǎn)生趣味燈光閃爍、手機(jī)鈴音通知和其它模式。自動(dòng)漸亮和漸暗特性能夠增強(qiáng)指示燈的視覺(jué)魅力，但額外的漸變時(shí)間會(huì)導(dǎo)致平均功耗略有增加。任何情況下，當(dāng)所有LED都熄滅時(shí)，ADP8866會(huì)自動(dòng)返回休眠狀態(tài)，需要時(shí)會(huì)及時(shí)喚醒，以啟動(dòng)下一個(gè)LED序列。

ADP8866集背光LED電荷泵驅(qū)動(dòng)器與自動(dòng)閃爍功能于一體，支持對(duì)9個(gè)LED驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行獨(dú)立編程，最大功耗為25 mA。電流水平、漸變時(shí)間和閃爍速率可以一次編程并自主執(zhí)行，背光LED可以設(shè)置獨(dú)立的漸亮和漸暗時(shí)間。采用2.5 V至5.5 V電源供電時(shí)，雙電容電荷泵最多可提供240 mA的電流。設(shè)計(jì)中還集成軟啟動(dòng)、短路保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)及過(guò)溫保護(hù)功能，因而穩(wěn)定可靠。樣片采用20引腳4-mm × 4-mm LFCSP (QFN)封裝，另可提供評(píng)估板、圖形編程程序和技術(shù)文檔。