高效率的白色LED驱动器

最近加入LCD背景光光源中的白色LED，通常用来为彩色LCD提供背景光照明。因其尺寸小和输出是白光，白色LED被应用于具有彩色显示器的小型便携设备中，例如个人数字助理（PDA）和移动电话机。与其它颜色LED一样，白色LED驱动需要一个恒流源--一般为15 ~ 20 mA的电流。白色LED的正向电压约为3.5V。大多数产品都使用多个LED为显示器提供足够的背景光。因为LED的亮度依赖于其正向电流，所以多个LED通常串接起来使用，以保证流过每一个LED的电流都相同。正向偏置4个串联的LED需要大约14V电压，起始于单节锂离子电池的2.7 ~ 4.2V标称工作电压。通常采用升压稳压器来提供这一工作电压。你以与LED串接方式插入的电流检测电阻器会使反馈回路闭合。然而，重要的是，要使该电阻两端的压降最小，以提高效率。目前可买到的集成升压稳压器通常采用1.24V带隙电压作为反馈参考电压，这会在电流检测电阻器两端产生1.24V压降，这个压降使转换效率降低7%。图1示出了一种有趣的LED驱动电路。


图1 这一电路使用一块充电泵IC来为一串串联的LED供电。
　　图中，SP6682是一种标准 的稳压充电泵电路。你可以以不寻常的方法使用SP6682，以便控制外部开关Q₁。该IC包含一个内部500kHz振荡器，用以正常驱动充电泵电容器，使输入电压增加一倍。图1所示电路不采用电荷泵电容器。而是振荡器的输出加到了引脚7上，并驱动Q₁的导通和截止。Q₁、L₁、D₁和C1组成一个升压稳压器，使C1两端的电压升高。当该电压超过二极管正向压降之和时，电流开始流动。电路检测R1两端的电压并将其与芯片内的0.3V参考电压比较。该电路具有高达87%的效率，这一效率超过任何集成升压稳压器的效率。使该电路的效率提高的因素有几个。首先，SP6682内的0.3V参考电压大大低于通常的1.24V。该参考电压是与LED串联的，因此，效率的降低与参考值电压成正比。第二，分立的MOSFET具有很小的导通电阻和很高的开关速度，这两个参数均优于任何其它集成开关。
　　Q₁是一个采用小型SOT-23封装的廉价器件。此外，电荷泵IC的卓越驱动功能确保开关损耗很小。只要更改你所用MOSFET的类型，你就可以在期望的效率和成本之间进行折衷。MOSFET的击穿电压会限制最大输出电压；你可以调节这一电压，以便驱动具有你所需数量LED的系统。（较大的显示器使用8 ~ 12个LED。）为了达到调光的目的，在启动（Enable）引脚上加一个PWM信号就可使稳压器关闭和重新启动。这一功能可使你精确地控制LED的亮度。