驱动白色LED背景照明的微型稳压器

2006-05-07 15:49:46来源: 电子产品世界

引言

    手持信息家电中彩色LCD显示的出现引发了对微型、明亮的白色背景照明的需求。幸运的是最近商品化的高亮度白色LED能提供理想的解决方案。这些微型LED能提供充足的白色光而没有脆度问题,和通常用在笔记本计算机中的荧光背景照明有关的成本问题。然而,它们却有一个问题——白色LED的正向电压可高达4V,这不能直接用单节锂离子电池为它们供电。

    本文描述了升压和调节锂离子电池电压为白色LED供电的几种不同电路。这些电路能为驱动多个白色LED提供足够的功率并且足够小地适用于蜂窝电话和掌上计算机。

电路描述

    图1示出一个很小的电荷泵DC/DC变换器,它能为4个白色LED供电,每个正向电流需15mA用于背景照明。在此应用中所用的LTC1754-5是一款微型器件,它不用任何电感器即能给出稳压的5V输出。整个电路所占电路板空间小于0.1in2(不包括LED)而且可直接由锂离子电池供电。

    可以用LTC1682构成恒流背景照明电源。这种结构具有如下优点:第一,它直接控制LED电流而与LED上的正向压降无关;此外,LTC1682的输出由片上线性稳压器稳压,使得输出到LED的电压有非常低的噪声。输出纹波小于4mV并消除了在灵敏蜂窝电话应用中的危险的RF干扰。单节锂离子电池LTC1682的大电流输出可为5个并联LED(每个15mA)供电。具体电路示于图2。

    对于需要更多白色LED或较高效率的应用,可用LT1615升压变换器来驱动串联连接的LED。图3所示的高效率电路可为8个LED提供恒流驱动。驱动8个串联的白色LED需要有29V左右的输出,而由于在LTC1615内部36V、350mA开关变换器,因而做到这样是可能的。电路的恒流设计保证相同的LED电流流经所有的串联LED,并与各LED之间正向压差。尽管此电路设计工作在单锂离子电池(2.5V~4.2V),但LT1615也能工作在1V输入。

亮度控制

    把PWM信号加到任何背景照明电路的SHDN引脚均可控制LED的亮度。因为在这些DC/DC变换器中含有“soft-start”(“软启动”)电路,所以在SHDN引脚变高态之后输出电压不能立即上升。因此,建立PWM信号的范围为200Hz,PWM信号太快会使亮度控制呈现非线性,而太慢会观察到闪烁。也可以在DC/DC变换器的输出和地之间放置一个电阻,(与LED负载并联)使在停机期间对输出放电。所选择的电阻在DC/DC变换器工作时应消耗大约1mA的电流。用LTC1682时不需要并联电阻,因为它内部包含了放电电路。

    作为用PWM控制的另一种选择,DAC输出也可以用来控制图2和图3中LED的亮度。如图4所示,用DAC输出来控制LED的亮度是靠改变RPROGRAM上的电压。由于稳压器将保持反馈电压恒定,所以改变DAC电压将影响流经LED的电流。DAC电压越低亮度就越高,而高DAC电压使LED亮度变低。

结语

    本文给出几种适合驱动白色LED的微型升压变换器实例。这些电路包含合乎需要的特性,如恒流LED驱动、低噪声(对于蜂窝电话应用是重要的)、亮度控制和低电压输入(LT1615)。

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/power/200605/2034.html
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