基于低电压电流吸收器的高电压LED

大多数采用白色发光二极管(WLED)背光显示器的便携式产品同时还需要辅助的LED照明。一般需要两个IC：一个感性升压转换器，使背光LED获得最大效率(>80%);一个电荷泵，允许独立控制各辅助LED。此外，每个IC都需要一个可编程的电流吸收器来进行亮度控制或者混色，这会导致成本和复杂度迅速上升。本篇设计技巧介绍如何将单个可编程LED驱动器与一个低成本升压转换器结合在一起，实现灵活高效且易于编程的解决方案。图1显示使用升压转换器ADP1612(见图 2)和并行LED驱动器ADP8860(见图 3)的实现方案。

图1. 升压转换器ADP1612和LED驱动器ADP8860实现背光和辅助 LED 的可编程驱动。

在此应用中，升压转换器ADP1612的FB连接到LED驱动器ADP8860上的一个电流吸收器D2。5 V齐纳二极管保护电流吸收器免受故障或快速关断的损害。若某一背光LED发生开路故障，OVP齐纳二极管会保护输出电容COUT和ADP1612。　　电流吸收器D2关闭时，FB上的电压上拉至VIN，从而关断ADP1612。D2开启时，FB上的电压被拉低，升压开始切换。ADP1612调节输出电压，在FB及D2上提供1.2 V电压。这足以实现精确的电流调节。随着流过D2电流吸收器的电流变化，ADP1612自动按比例调整输出电压，精确传送足够的电压，为LED和电流吸收器供电。ADP8860能够独立控制每个吸收器，因此针对辅助LED进行的编程也同样适用于背光LED。

升压DC-DC开关转换器的工作频率是650 kHz/1300 kHz

分别采用1.8 V至5.5 V单电源或2.5 V至5.5 V单电源供电时，升压转换器ADP1612和ADP1613能够以高达20 V的电压供应超过150 mA的电流。通过将一个1.4 A/2.0 A、0.13 功率开关与一个电流模式脉宽调制调节器集成在一起，其输出随输入电压、负载电流和温度变化仅改变不到 1%。工作频率可通过引脚选择，并通过优化实现高效率或最小外部元件尺寸：650kHz 时，其效率可达到 90%;1.3 MHz 时，其电路能够以最小空间实现，因而非常适合便携式设备和液晶显示器中的空间受限环境。可调软启动电路防止发生浪涌电流——确保安全、可预测的启动条件。ADP1612/ADP1613 在开关状态下的功耗为2.2 mA，在非开关状态下的功耗为700 µA，在关断模式下的功耗为 10 nA。这些器件采用8引脚 MSOP封装，额定温度范围为–40°C 至+85℃，千片订量报价为1.50/1.20 美元/片。

图2. ADP1612/ADP1613 框图。

通道智能LED驱动器内置电荷泵和I2C接口

智能LED驱动器ADP8860集可编程电荷泵驱动器与自动光电晶体管控制于一体，依据环境光条件改变电流密度，无需处理器，可以明显降低移动显示器的功耗。最多可独立驱动六个 LED，最高电流达30 mA;第七个LED的驱动电流最高可达60 mA。光强度阈值、最小/最大LED电流和渐亮/渐暗时间，均可以通过I 2 C接口编程。双电容电荷泵可提供240 mA电流。通过1×、1.5×或 2×自动增益选择可实现最高效率。安全功能包括软启动、欠压闭锁、短路保护、过压保护及过温保护。ADP8860采用2.5 V至5.5 V单电源供电，开关模式下功耗为4.5 mA，待机模式下为0.3 μA。它采用20引脚LFCSP和20引脚WLCSP封装，额定温度范围为–40°C至+85℃，千片订量报价为1.36美元/片。

图3. ADP8860功能框图。