手持信息設(shè)備中彩色LCD顯示器的出現(xiàn)產(chǎn)生了對(duì)小型明亮白色背光的需求。幸運(yùn)的是，最近高強(qiáng)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(huì)出現(xiàn)與筆記本電腦中常用的熒光背光相關(guān)的脆弱性問(wèn)題和成本。然而，它們確實(shí)帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題——白光LED的正向電壓可能高達(dá)4V，從而無(wú)法直接從單個(gè)鋰離子電池供電。

本設(shè)計(jì)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(lái)驅(qū)動(dòng)多個(gè)白光LED，并且足夠小，可以輕松安裝在蜂窩電話和手持計(jì)算機(jī)中。

電路說(shuō)明

圖1描述了一個(gè)非常小的電荷泵DC/DC轉(zhuǎn)換器，能夠以15mA電流（用于背光的典型正向電流）為四個(gè)白光LED供電。本應(yīng)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(gè)穩(wěn)定的 5V 輸出。整個(gè)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(qū)動(dòng)器。

一個(gè)恒定電流背光電源可采用 LTC1682 來(lái)構(gòu)建。這種架構(gòu)有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：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(gè)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(yīng)用中的射頻干擾風(fēng)險(xiǎn)。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(gè)并行 LED 供電。

需要更多白光 LED 或更高效率的應(yīng)用可采用一個(gè) LT1615 升壓型轉(zhuǎn)換器來(lái)驅(qū)動(dòng)串聯(lián)連接的 LED 串。圖3所示的高效率電路可為多達(dá)29個(gè)LED提供恒流驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng) 36 個(gè)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(kāi)關(guān)。該電路的恒流設(shè)計(jì)保證了通過(guò)所有串聯(lián)LED的相同LED電流，無(wú)論LED之間的正向電壓差異如何。盡管該電路專(zhuān)為采用單節(jié)鋰離子電池 （4.2V 至 1615.1V） 工作而設(shè)計(jì)，但 LT<> 還能夠采用低至 <>V 的輸入工作，并具有相應(yīng)的輸出功率降低。

亮度控制

只要采取一些預(yù)防措施，就可以通過(guò)在所示的任何背光電路上的SHDN引腳上施加PWM信號(hào)來(lái)控制LED的亮度。由于這些DC/DC轉(zhuǎn)換器中集成了“軟啟動(dòng)”電路，因此在SHDN引腳升高后，輸出電壓不會(huì)立即上升到全輸出。因此，建議使用200Hz范圍內(nèi)的PWM信號(hào) - 速度更快，亮度控制將是非線性的;可能會(huì)觀察到更慢和閃爍。還可能需要在 DC/DC 轉(zhuǎn)換器輸出和接地之間放置一個(gè)電阻器（與 LED 負(fù)載并聯(lián)），以便在關(guān)斷期間對(duì)輸出放電。選擇一個(gè)電阻器，當(dāng) DC/DC 轉(zhuǎn)換器工作時(shí)，該電阻將吸收大約 1mA 的電流。（LTC1682 不需要一個(gè)并聯(lián)電阻器，因?yàn)樗瑑?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(guò)改變RPROGRAM兩端的電壓來(lái)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(huì)影響流過(guò)LED的電流。較低的DAC電壓將導(dǎo)致較高的亮度，而較高的DAC電壓將導(dǎo)致較低的亮度。

圖3.LT1615 白光 LED 驅(qū)動(dòng)器。

圖4.使用DAC輸出進(jìn)行亮度控制。

總結(jié)

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

審核編輯：郭婷