AAT3124是一颗六路共阳输出的1x/1.5x模式自动切换电容升压式背光驱动IC(Charger Pumper),广泛应用于大屏手机的背光LED驱动电路中,今为一台出现背光灯闪烁现象的手机进行故障排查,发现其背光驱动电路结构大致为:

现象

开机后使用一段时间,偶尔会间歇性地出现屏幕背光灯闪烁现象,闪烁出现没有规律,有点类似电灯接触不良时发生的亮度抖动, 而且当亮度设到某个特定亮度等级的时候闪烁概率会比较大,但是这个特定等级又并不确定,故而我还是先测量了闪烁时期的EN引脚,发现并无脉冲信号,既在闪烁的同时,并没有软件在进行S2C设置也没有拉低引脚等不稳定现象发生. 随后我测试了VIN输入引脚,发现输入端电压也基本稳定,微微有些波动,这些波动完全属于正常的手机工作时的电池电压波动,不该影响AAT3124的输出,于是只能进一步测量LED的两端电压,忽然发现在闪烁的时候,LED上的电压出现了如下图所示的波形:

该波形是一个类似锯齿波的波形出现,这个峰峰值大约在500mV的样子,这也就是导至LED闪烁的不稳定电压,于是分析原因,既然输入并无不稳定电压,软件设置又是正确的,而在输出端却出现了明显的波纹,该波纹的频率与我们的开关频率也相去胜远,大约在7KHz左右,并且以断断续续出现,这才导至了肉眼可以看到(如果7KHZ干脆连续出现,肉眼也察觉不到). 该现象不应该出现啊,于是检查了客户的电路原理图,与我们的DATASHEET也基本一致,应该说是完全按照参考电路图的,难道AAT3124工作时出了问题?换了新的片子后现象依然以一定小概率出现.

既然问题已经出现了,一时找不到原因就先想办法把问题解决掉,至少想改变外接条件的方法来使LED不闪烁吧.于是分析这个锯齿波的样子,发现这个锯齿波既有平滑上升的连续曲线,又有突变的阶跃响应.如图:

因不了解AAT3124的完整内部原理图,不知其最后一级输出部分是什么样的电路结构,所以猜测该波形可能是输出端在内外部综合环境导至了某种条件的谐振从而出现了这种开关管的开闭波形被过度放大的情况,

判断理由是:出现该情况既不出现在电流输出最大的时候,也不出现在电流输出最小的时候,而是当中的某个值,这很类似LC谐振的现象,进一步猜测,改变谐振参数应该就能避开这种现象的发生,于是我让客户改了OUT端的电容,DATASHEET上标的2.2uF,我请客户换成了4.7uF,换上去一试,果然现象怎么都不出现了!

为了排除电容大导至去耦效果好的可能,我想如果把电容换成小一号的1uF电容,现象应该也会消失,如果是这样,那是否可以验证我的假设?

目前将电容换掉后尚未发现有闪烁现象发生,因每个客户的电路板不同,所以实际的周边电路的谐振参数也是不一样的,这也是AAT3124之前并未在龙旗这样的大量产客户上发现闪烁现象的原因,所以以后再发生类似问题的时候,我们也可以通过改变一些类似参数来换取效果,而深究其原因,可能一时并无法在待产机子上得到完美解释,或许解决该问题也有些巧合或者偶然因素在里面,但是却能解决客户的燃眉之急,这或许也是Trouble Shooting的一种乐趣.

供大家分享一下,也许分析中也有很多歪理,呵呵.