负电荷泵白光LED驱动器的设计

省电路板空间等优点，但它相对低的效率却往往限制了器件的运用，尤其对于效率敏感的应用，例如手持设备中的手机、PDA等产品，人们往往希望电池有足够长的供电时间。针对这一需求，MAXIM推出了新型负电荷泵LED驱动器，与传统的正电荷泵LED驱动器相比，该器件的效率提高了12%，大大降低了驱动方案的功耗。

　　高效率的新型负电荷泵LED驱动器

　 MAX8647能以恒定电流驱动6个白光LED或2组RBG LED，适合于显示屏背光或娱乐照明等应用。通过负电荷泵和自适应超低压差电流调节器，这些器件可在1节Li+电池的整个输入电压范围内、甚至在LED正向电压存在较大失配时仍然保持极高的效率。图5给出了MAX8647典型应用电路图及内部原理框图。

　 传统正电荷泵型LED驱动器的电荷泵位于输入电源(通常是电池)与全部LED之间，当输入电源下降到一定的值，导致任意一个LED正向压降不足时，正电荷泵打开，此时VF较低的那些LED将消耗更多的功率。以图3中的LED5和LED6为例，假设LED5的正向压降VF5 > VF6。当VIN下降到低于VF5 + 0.15V（电流调节器正常稳流的正向压降），整个电荷泵将切换到1.5倍模式，使VOUT提高到VIN的1.5倍，保证LED5的完全导通，但由于传统的正电荷泵架构的电荷泵串联于VIN和LED之间，无法动态切换各路LED的输出，那些VF较低的LED所对应的调节器回路将消耗额外的功耗（例如LED6，其他路同理），从而降低了整个驱动器的效率。

　　MAX8647这一新型负电荷泵消除了输入电源与LED之间的线路阻抗，器件所具有的自适应切换技术可对每个LED进行动态切换，对各路LED实现独立的供电、调光和稳流。当某路LED正向压降不够时，器件内部负电荷泵启动，将NEG的电压稳定到不超过VIN?5V的电压上，同时独立地将该路LED的电流回路从GND切换到NEG，而不是将全部LED的电流回路同时切换过来。例如，图5中的LED5和LED6，同样假设LED5的VF5 >VF6。当VIN较高时，负电荷泵关闭。随着能量的消耗，当VIN降低到LED5上的正向压降不足时，器件启动负电荷泵，LED5率先将LED的电流回路切换到NEG上，而LED6仍然保持原来状态，从而使整个LED驱动器的效率得到提高。这一独特的拓扑结果可显著提高电池寿命，使效率提高大约12%。图6显示了MAX8647与传统电荷泵型LED驱动器效率的对比关系。

　 此外，MAX8647还带有I2C串行接口，可进行独立的主屏或子屏背光开启/关闭以及亮度控制；电流可在24mA至0.1mA范围内以伪对数形式分32级进行设置；具有温度降额功能，保证设定为24mA满幅输出电流时的安全，当环境温度高于+60℃时，器件以2.5%/℃降低电流，以保护LED。同时，该器件还提供了热关断功能（当IC温度超过160℃时关断IC）以及开路和短路保护。

　 结束语

　 MAX8647负电荷泵白光LED驱动器，在具备电荷泵型LED驱动器所具有的小尺寸、设计简单等共有优点外，相对于正电荷泵LED驱动器，效率提高了12%，它适用于各种效率敏感的手持设备，包括蜂窝电话、智能手机以及媒体播放器等。