降压/升压电荷泵稳压器采用1.6V至5.5V宽输入为白光LED供电

MAX1759升压/降压电荷泵稳压器巧妙地利用反馈网络，以恒定电流为白光LED供电。电荷泵的 1x/2x 模式可提供高效率，特别是在两节 NiMH 和/或碱性应用中。

介绍

自几年前发明以来，白光发光二极管（LED）一直在稳步普及。由于它们提供比白炽灯泡更白的光和更长的使用寿命，并且比荧光灯管更易于使用，因此它们在各种照明应用中稳步获得市场份额，例如手持电子设备中的手电筒和显示器背光。然而，白光LED存在自己的一系列技术问题。

电池供电设备的一个明显问题是白光LED的高正向电压，在20mA时通常为3.6V，通常规定为最小3.0V至最大4.0V。一旦增加了镇流电阻的压降，所需的偏置电压甚至更高;因此，典型的电池系统需要一个升压DC-DC转换器。最近，几家IC制造商推出了各种电荷泵和电感升压转换器IC，专用于驱动白光LED;然而，在撰写本文时，这些IC都不支持从两节镍氢电池或碱性电池组进行低压操作。此外，其中一些专用IC在提供5V输入时无法正确调节甚至无法正确关断，例如来自墙上适配器。

虽然MAX1759降压/升压电荷泵从未用于白光LED偏置应用，但它是首款在1.6V至5.5V宽输入范围内调节白光LED的电荷泵。如图1所示，MAX1759将从输入端偏置15mA的LED电流，输入包括两节NiMH电池、两节碱性电池、三节NiMH电池、三节碱性电池、单节Li+电池、2.5V或3.3V稳压I/O电压、5V墙上适配器或这些任意组合，用于灵活的系统。与大多数电荷泵不同，该 IC 集成降压模式，用于对 5V 输入进行适当调节，内部电路在关断时完全断开输出，从而消除了关断时的 LED 漏电流和相关的电池消耗。其他特性包括通过/SHDN引脚实现PWM调光，以及用于短路保护的折返电流限制。

图1.MAX1759降压/升压电荷泵在1.6V至5.5V宽输入电压范围内偏置15mA白光LED。

利用MAX1759的外部反馈能力和独特的电阻连接，自动调节偏置电压，以减小LED批次间或制造商间的差异。有关此反馈方案的更多信息，请参阅应用笔记“LDO改善白光LED镇流器”。

效率和电池电流与电池电压的关系如图2所示。数据是使用非常典型的LED获取的，正向电压为3.6V，电流为20mA，因此，非典型LED应该会有一些变化。由于升压模式采用2倍电荷泵配置，因此针对两节NiMH或碱性电池的效率进行了优化。然而，从数据中可以看出，在低于1.9V的极低输入电压下，预计LED会有一些调光。对于 2 芯手电筒，这种在电池寿命结束时的调光是可取的，因为一些电池电量不足的警告实际上是一种安全功能。

图2.图1所示电路的效率和电池电流随电池电压而变化，特别是在大约4.25V输入下从1倍降压模式转换到2倍升压模式时。

审核编辑：郭婷