高效、高電流的白光LED驅動器

前言

隨著白光LED的發(fā)展，它的應用越來越廣泛。從前，白光LED最常見的應用是作為小尺寸LCD彩屏的背光?，F(xiàn)在白光LED的亮度加大，它的應用已普及到其它方面；例如手電筒或手機照相輔助照明。下文介紹一種利用普通的升壓芯片來驅動大電流LED的高效電路。

電路介紹

一般白光LED的電流在20mA 左右，但高亮度的LED需要200~300mA 電流。如果你的產(chǎn)品需要用三至四顆高亮度的白光LED；為了亮度平均，一般的做法都是把它們串連接在一起。市場上絕大部分的白光LED驅動芯片都只能驅動20mA左右。碰上串聯(lián)大電流LED的應用便要另想辦法。  Intersil 的EL7516是一顆典型的升壓芯片。此芯片工作于1.2MHz 定頻PWM模式，內置1.5A，200mW MOSFET。 圖1顯示EL7516的典型電路。通過DC-DC升壓作用，EL7516將2.7~5.5V輸入轉化成12V的恒定電壓。與一般PWM控制芯片一樣，F(xiàn)B引腳是接到與1.3V比較的誤差放大器。通過選定R1, R2的電阻值來設置輸出電壓。

圖1  EL7516的升壓應用電路

將EL7516的恒壓線路改成驅動LED的恒電流線路是非常簡單的。如圖2所示，只要將在FB端的R1換成LED，改變R2就可以調節(jié)通過LED的電流。我們可以從下面的公式選定R2值：R2=VFB/Iled

圖2  標準的LED驅動簡圖

VFB是FB引腳的電壓，即1.3V

Iled是通過LED的電流

例如，若Iled的要求為300mA；那么R2需要4.3W。如圖3所示。

圖3 EL7516用于驅動4個高亮度白光LED

關于圖3的電路，最大的缺點在于R2的損耗。R2通過300mA時，電阻的功耗接近0.39W。這樣大的功耗不但影響效率，我們也須要用體積比較大的電阻，才能接受0.39W的熱力。一般來說，這些應用都是電池供電的。效率及線路PCB空間要求都比較嚴格，現(xiàn)在就讓我們看看怎樣提高這線路的效率。

比較圖3, 圖4增加了兩個組件—R3及D1。無論電路怎樣改動，EL7516都會調節(jié)占空比使到FB的電壓維持1.3V。假設D1的正向導通壓降是0.6V，R2的壓降便約0.7V。要保持300mA LED電流，R2可選用2.3W。而R2的功耗亦從原來的0.39W降至0.21W。雖然功耗已降低，但R2也得用半瓦電阻來實現(xiàn)這線路。

圖4 改善線路一

圖5顯示了進一步的改善方法。一個廉價的TL431加進電路里作為2.5V的基準源。如前所述，EL7516會保持FB在1.3V；所以通過R4的電流是: (2.5-1.3)/20k=60mA。 因FB是一高阻抗引腳，我們假設這60mA全數(shù)流入R5而做成同樣1.2V壓降。剩下的0.1V，會由R2來完成。為了方便購買，我們把R2選定為0.39W。所以通過LED的電流約為: 0.1/0.39 = 255mA。R2的功耗亦大幅降低至: 0.1