多顆LED驅(qū)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)

由于LED工藝的不斷改進(jìn)和LED廠商的壯大和成熟，LED的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣，已從最初的單純小尺寸LCD背光應(yīng)用發(fā)展到現(xiàn)在的儀器儀表指示燈、照明燈、礦燈、路燈、汽車(chē)燈、大屏幕廣告和LCD TV。隨著市場(chǎng)的需求和發(fā)展，LED的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)滲透到各個(gè)行業(yè)中。

照明和提供光源的LED應(yīng)用通常需要大電流才能提供足夠的亮度，因此需要很多數(shù)量的LED。傳統(tǒng)上有兩種組合方案：LED串聯(lián)方案和LED并聯(lián)方案。

LED串聯(lián)方案中的LED電流一致，控制簡(jiǎn)單，但由于要求很高的輸出電壓，所以必須將輸出電壓升高。升壓方式通常采用電感式升壓電路，將低輸入電壓通過(guò)開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換成高輸出電壓。這種方式由于存在開(kāi)關(guān)噪聲、功率電感和EMI，設(shè)計(jì)難度較大。

并聯(lián)LED采用電荷泵驅(qū)動(dòng)，比串聯(lián)方案簡(jiǎn)單，EMI也比較容易控制。但LED數(shù)目較多，需要多顆通道的LED驅(qū)動(dòng)，而現(xiàn)有芯片最多支持6個(gè)通道，所以要求采用多顆芯片，這樣將導(dǎo)致電流一致性變差、成本增加。

考慮到以上兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，串并聯(lián)方案通常是更好的選擇。Sipex公司的SP7615/6系列正是基于這種應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的芯片，它不是傳統(tǒng)的電感式升壓芯片，也不是基于電容式的電荷泵升壓芯片，而是線性降壓灌電流型的恒流源芯片。

SP7616是工作電壓為4.5V~30V的4通道恒流線性的LED驅(qū)動(dòng)器，每通道支持最大60mA電流，內(nèi)置均流匹配電路使每通道之間的電流差異小于1.5%。在如圖1a所示的SP7616的典型應(yīng)用電路中，如果VCC>(N×Vf+VDROP)，則流過(guò)4個(gè)通道LED的電流都是恒流且匹配的。其中，RSET被用來(lái)設(shè)定每一通道最大電流，RSET=1.0V×950/IOUT；N是每串的LED數(shù)目，由于輸入電壓最高支持到30V，所以每串的LED數(shù)量最大支持到29/Vf顆；Vf是電流流過(guò)LED的導(dǎo)通壓降；1.0V是ISET腳對(duì)地的電平；950是電流的放大倍數(shù)，即流過(guò)LED串的電流是流過(guò)RSET的電流的950倍；VDROP是芯片本身的截止電壓，也指LED的陰極到地的電壓，它與通過(guò)LED的電流有密切關(guān)系，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)圖2來(lái)查電流對(duì)應(yīng)的VDROP。