面向微型LED的更小驅(qū)動(dòng)器

　　隨著技術(shù)的進(jìn)步，LED正變得更小、更亮且功效更高。為了讓LED產(chǎn)生想要的亮度，需要由LED驅(qū)動(dòng)電路提供恒定的電流。當(dāng)今大多數(shù)蜂窩電話采用微型白色LED及很小的LED驅(qū)動(dòng)器，從而在整個(gè)彩色LCD顯示屏上產(chǎn)生精確和均勻一致的亮度。電池壽命主要由LCD的亮度決定，當(dāng)電話處于通話狀態(tài)時(shí)，LCD所耗功率大約占總功率預(yù)算的1/3。LED本身和調(diào)節(jié)電流的驅(qū)動(dòng)電路都會(huì)消耗功率。在微型LED驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用中，除了電池壽命之外，電路板的空間也是一個(gè)重要的考慮，從而使得LED驅(qū)動(dòng)器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇變得比以往任何時(shí)候更為重要。

　　LED驅(qū)動(dòng)器拓?fù)洌嚎臻g因素

　　在手持設(shè)備中最流行的電池是鋰離子電池，電池電壓的范圍從滿充電時(shí)的4.2V下降到放電狀態(tài)的大約3.3V。在背光應(yīng)用中，白光LED在電流為20mA時(shí)通常展示出大約3.4V的正向電壓（VF），但是，該電壓會(huì)隨著型號(hào)和溫度而變化。為了避免低電池電壓工作期間LED出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，有必要引入升壓電路。兩種流行的升壓驅(qū)動(dòng)器的架構(gòu)分別是開(kāi)關(guān)電容型和電感升壓型驅(qū)動(dòng)器。

　　開(kāi)關(guān)電容電荷泵并行地驅(qū)動(dòng)LED，該電路通常需要采用4個(gè)0403型封裝的1μF的陶瓷小電容，它提供了當(dāng)今最為緊湊的解決方案，并且不需要電感器。圖1所示為采用2.5×2.5mm QFN封裝的三通道電荷泵驅(qū)動(dòng)器的例子，用一個(gè)外部電阻來(lái)設(shè)置LED電流。除了三個(gè)LED之外，所有需要的元器件都可以安裝在不到1平方厘米的電路板面積之內(nèi)。

　　比較而言，電感升壓型LED驅(qū)動(dòng)器則采用一個(gè)電感來(lái)提升電壓并以串聯(lián)方式驅(qū)動(dòng)LED。這類驅(qū)動(dòng)器的主要好處在于流經(jīng)LED的電流一樣，從而產(chǎn)生理想的亮度匹配；缺點(diǎn)在于線繞電感器的形狀大，具體大小取決于電感值和額定電流。例如，在背光應(yīng)用中，額定電流為200mA的22μH電感的高度為1~2mm，而占位面積為2×2mm~4×4mm。電感的高度越低，其表面積就越大。根據(jù)不同的LED驅(qū)動(dòng)器類型，可能還需要外部肖特基二極管。假設(shè)一個(gè)封裝為SOT23的驅(qū)動(dòng)器采用一個(gè)外部肖特基二極管，則除了三個(gè)LED之外，總的電路板面積還約需1.5mm2。

　　比較所需要的電路板資源可見(jiàn)，電路板面積節(jié)省了1/3；如果把電感升壓方案替換為電荷泵方案，就可以節(jié)省更多的電路板面積。對(duì)兩種拓?fù)涞倪x擇常常由LCD LED的配置來(lái)規(guī)定，這些LED要么采用串聯(lián)方式配置，要么采取并聯(lián)方式配置。具有串聯(lián)LED配置的LCD僅僅需要兩個(gè)與LED連接的端口，而并聯(lián)LED配置的LCD所需要的端口數(shù)則多達(dá)LED的數(shù)量，還要再加一個(gè)公共接點(diǎn)。故對(duì)于較大面板的LCD，人們寧愿采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)以將連接點(diǎn)的數(shù)量減到最少。