微型穩(wěn)壓器驅動白光LED背光

手持信息設備中彩色LCD顯示器的出現(xiàn)產(chǎn)生了對小型明亮白色背光的需求。幸運的是，最近高強度白光LED的商業(yè)化提供了完美的解決方案。這些微型LED能夠提供充足的白光，而不會出現(xiàn)與筆記本電腦中常用的熒光背光相關的脆弱性問題和成本。然而，它們確實帶來了一個問題——白光LED的正向電壓可能高達4V，從而無法直接從單個鋰離子電池供電。

本設計筆記描述了幾種不同的電路，可用于升壓和調(diào)節(jié)鋰離子電池電壓，為白光LED供電。這些電路提供足夠的功率來驅動多個白光LED，并且足夠小，可以輕松安裝在蜂窩電話和手持計算機中。

電路說明

圖1描述了一個非常小的電荷泵DC/DC轉換器，能夠以15mA電流（用于背光的典型正向電流）為四個白光LED供電。本應用中使用的 LTC1754-5 是一款纖巧型 SOT-23 器件，可在不帶任何電感器的情況下提供一個穩(wěn)定的 5V 輸出。整個電路占用不到 0.1 in2的電路板空間（不包括LED），可直接由鋰離子電池供電。

圖1.LTC1754 白光 LED 驅動器。

一個恒定電流背光電源可采用 LTC1682 來構建。這種架構有幾個優(yōu)點：首先，它直接控制LED電流，而不管LED兩端的正向壓降如何。此外，LTC1682 的輸出由一個片內(nèi)線性穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)，以向 LED 提供非常低的噪聲輸出。輸出紋波小于 4mV，消除了敏感蜂窩電話應用中的射頻干擾風險。LTC1682 的高電流輸出能夠從單節(jié)鋰離子電池以 15mA 電流為五個并行 LED 供電。

需要更多白光 LED 或更高效率的應用可采用一個 LT1615 升壓型轉換器來驅動串聯(lián)連接的 LED 串。圖3所示的高效率電路可為多達29個LED提供恒流驅動。驅動 36 個串聯(lián)白光 LED 需要大約 350V 的輸出電壓，這得益于 LT1615 中的內(nèi)部 2V、5mA 開關。該電路的恒流設計保證了通過所有串聯(lián)LED的相同LED電流，無論LED之間的正向電壓差異如何。盡管該電路專為采用單節(jié)鋰離子電池 （4.2V 至 1615.1V） 工作而設計，但 LT<> 還能夠采用低至 <>V 的輸入工作，并具有相應的輸出功率降低。

亮度控制

只要采取一些預防措施，就可以通過在所示的任何背光電路上的SHDN引腳上施加PWM信號來控制LED的亮度。由于這些DC/DC轉換器中集成了“軟啟動”電路，因此在SHDN引腳升高后，輸出電壓不會立即上升到全輸出。因此，建議使用200Hz范圍內(nèi)的PWM信號 - 速度更快，亮度控制將是非線性的;可能會觀察到更慢和閃爍。還可能需要在 DC/DC 轉換器輸出和接地之間放置一個電阻器（與 LED 負載并聯(lián)），以便在關斷期間對輸出放電。選擇一個電阻器，當 DC/DC 轉換器工作時，該電阻將吸收大約 1mA 的電流。（LTC1682 不需要一個并聯(lián)電阻器，因為它包含內(nèi)部放電電路。

作為使用PWM控制的替代方法，DAC輸出也可用于控制圖2和圖3中LED的亮度。如圖4所示，DAC輸出通過改變RPROGRAM兩端的電壓來控制LED的亮度。由于穩(wěn)壓器保持反饋電壓恒定，因此改變DAC電壓會影響流過LED的電流。較低的DAC電壓將導致較高的亮度，而較高的DAC電壓將導致較低的亮度。

圖3.LT1615 白光 LED 驅動器。

圖4.使用DAC輸出進行亮度控制。

總結

所示電路是適用于驅動白光LED的非常微小的升壓穩(wěn)壓器的幾個示例。這些電路包含恒流 LED 驅動、低噪聲 （對于蜂窩電話應用很重要）、亮度控制和低電壓輸入 （LT1615） 等理想特性。請咨詢凌力爾特，獲取有關白光 LED 電路的其他應用幫助。

審核編輯：郭婷