高效率的白色LED驅(qū)動(dòng)器

　　最近加入LCD背景光光源中的白色LED，通常用來為彩色LCD提供背景光照明。因其尺寸小和輸出是白光，白色LED被應(yīng)用于具有彩色顯示器的小型便攜設(shè)備中，例如個(gè)人數(shù)字助理（PDA）和移動(dòng)電話機(jī)。與其它顏色LED一樣，白色LED驅(qū)動(dòng)需要一個(gè)恒流源--一般為15 ~ 20 mA的電流。白色LED的正向電壓約為3.5V。大多數(shù)產(chǎn)品都使用多個(gè)LED為顯示器提供足夠的背景光。因?yàn)長ED的亮度依賴于其正向電流，所以多個(gè)LED通常串接起來使用，以保證流過每一個(gè)LED的電流都相同。正向偏置4個(gè)串聯(lián)的LED需要大約14V電壓，起始于單節(jié)鋰離子電池的2.7 ~ 4.2V標(biāo)稱工作電壓。通常采用升壓穩(wěn)壓器來提供這一工作電壓。你以與LED串接方式插入的電流檢測電阻器會(huì)使反饋回路閉合。然而，重要的是，要使該電阻兩端的壓降最小，以提高效率。目前可買到的集成升壓穩(wěn)壓器通常采用1.24V帶隙電壓作為反饋參考電壓，這會(huì)在電流檢測電阻器兩端產(chǎn)生1.24V壓降，這個(gè)壓降使轉(zhuǎn)換效率降低7%。圖1示出了一種有趣的LED驅(qū)動(dòng)電路。

圖1 這一電路使用一塊充電泵IC來為一串串聯(lián)的LED供電。

　　圖中，SP6682是一種標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)壓充電泵電路。你可以以不尋常的方法使用SP6682，以便控制外部開關(guān)Q₁。該IC包含一個(gè)內(nèi)部500kHz振蕩器，用以正常驅(qū)動(dòng)充電泵電容器，使輸入電壓增加一倍。圖1所示電路不采用電荷泵電容器。而是振蕩器的輸出加到了引腳7上，并驅(qū)動(dòng)Q₁的導(dǎo)通和截止。Q₁、L₁、D₁和C1組成一個(gè)升壓穩(wěn)壓器，使C1兩端的電壓升高。當(dāng)該電壓超過二極管正向壓降之和時(shí)，電流開始流動(dòng)。電路檢測R1兩端的電壓并將其與芯片內(nèi)的0.3V參考電壓比較。該電路具有高達(dá)87%的效率，這一效率超過任何集成升壓穩(wěn)壓器的效率。使該電路的效率提高的因素有幾個(gè)。首先，SP6682內(nèi)的0.3V參考電壓大大低于通常的1.24V。該參考電壓是與LED串聯(lián)的，因此，效率的降低與參考值電壓成正比。第二，分立的MOSFET具有很小的導(dǎo)通電阻和很高的開關(guān)速度，這兩個(gè)參數(shù)均優(yōu)于任何其它集成開關(guān)。
　　Q₁是一個(gè)采用小型SOT-23封裝的廉價(jià)器件。此外，電荷泵IC的卓越驅(qū)動(dòng)功能確保開關(guān)損耗很小。只要更改你所用MOSFET的類型，你就可以在期望的效率和成本之間進(jìn)行折衷。MOSFET的擊穿電壓會(huì)限制最大輸出電壓；你可以調(diào)節(jié)這一電壓，以便驅(qū)動(dòng)具有你所需數(shù)量LED的系統(tǒng)。（較大的顯示器使用8 ~ 12個(gè)LED。）為了達(dá)到調(diào)光的目的，在啟動(dòng)（Enable）引腳上加一個(gè)PWM信號(hào)就可使穩(wěn)壓器關(guān)閉和重新啟動(dòng)。這一功能可使你精確地控制LED的亮度。