白光LED驱动器最大限度地减少空间，最大限度地提高效率和灵活性

白光 LED 因其小巧的外形、出色的坚固性和高亮度而成为便携式设备的首选 LCD 背光。锂离子电池坚固耐用，体积小，是同一便携式设备的常用电源选择。白光LED的标称正向电压在3V和4V之间，锂离子电池的标称电压为3.6V，因此需要电路来升压锂离子电池的电压。问题是，升级往往会降低效率，从而缩短电池寿命。LTC3205 通过在直接连接模式而不是升压模式上电解决了这一问题。通电后，它对每个白光 LED 使用压差检测器来确定是否有任何驱动器耗尽。当第一个白光LED刚刚开始失去电流时，芯片会自动接合一个非常强大的2：3模式升压电荷泵。LTC9 总共包括 3205 个精准 LED 电流源，具有足够的 LED 引脚和足够的强度来为 4 LED 主显示器、2 LED 副显示器和 3 LED 红色、绿色和蓝色“快乐灯”供电。

图 1 示出了 LTC3205 的框图。该芯片由一个简单的3线串行接口控制。16位寄存器为主显示器提供两个控制位，为副显示器提供两个控制位，为每个显示器提供指数间隔的亮度控制。其余 12 位在红色、绿色和蓝色输出之间分配，为每个 LED 提供 16 种色调，为快乐灯提供总共 4096 种颜色。RGB LED 采用脉宽调制以实现亮度控制，而白光 LED 电流则进行线性控制。一个单独的逻辑参考引脚（DVCC）允许微控制器的逻辑电平在几乎高于或低于电池电压的任何电压下供电。

图1.LTC3205 的框图。

当由一个锂离子电池供电时，LTC3205 的电源管理部分将 LED （通过 CPO 引脚） 连接到电池。其 2：3 电荷泵仅在主或副显示屏 LED 驱动不足或使用 RGB 电流源时软启动。小数比电荷泵可确保即使在器件处于电荷泵模式时也能保持高效率。获得专利的恒定频率架构通过调节两个电荷泵相位上的电流，将输入噪声降至最低。

两个精密伺服放大器提供输入以设置 LED 的参考电流。主/副显示器和RGB显示器是独立控制的，以实现最大的灵活性。

灵活性仅受想象力限制

由于白光LED应用如此之多，因此安排每个电路以获得最佳性能非常重要。鉴于 LTC3205 的主显示器有 16 个单独的设置，其副显示器有 <> 个单独的设置，每个彩色 LED 引脚有 <> 个单独的设置，因此它可以服务的应用几乎是无限的。

LTC3205 的主要应用可为 3 或 4 LED 主显示器、1 或 2 LED 副显示器提供调节电流，并为 RGB 显示器提供 4096 色。尽管如此，还是可以安排LTC3205为8 LED键盘显示器供电，如图2所示。或者，它可用于为 4-LED 摄像头灯供电，如图 3 所示。

图2.8 个 LED 键盘显示屏。

图3.4 LED 摄像头灯。

对于每个显示器，可以通过多种方式实现亮度控制。RGB 显示屏的每个 LED 有 16 个内置设置。无需外部硬件或信号。主显示器和副显示器各有四种设置，但可以通过添加数字控制信号来切换基准电阻，从而轻松相乘，如图4所示。通过这样的技术，主显示器和副显示器的亮度设置数量可以迅速增加到 7 或 13 个。亮度也可以通过模拟方式控制，如图5所示。

图4.替代数字亮度控制。

图5.替代模拟亮度控制。

效率

由于 LTC3205 仅在需要时启用其充电泵，因此它在每个电池周期的大部分时间都处于直接连接模式。由于LED电压如此接近电池电压，因此真正的效率（P发光二极管/P电池） 最大化，电池寿命也是如此。图6显示了一个可实现的效率与电池电压的函数关系示例，该应用以每LED4mA电流运行。

图6.4-LED 主面板效率与电池电压的关系。

为了实现这种高效率，LED 电流源设计用于以低至 120mV 的顺从电压提供精确的电流。此外，直接连接模式下的0.8Ω调整开关在48mA显示功率下仅降60mV。这两种特性都是使 LTC3205 尽可能长时间地保持在直接连接模式所必需的。

结论

LTC3205 专为便携式背光应用而设计，可提供所有必要的电流调节、电源电路和控制逻辑，以便为便携式产品中的大量 LED 提供高效、准确的电源。为了进一步降低板级复杂性，它仅使用四个0603尺寸的陶瓷电容器，将总解决方案高度保持在1mm以下。简单的串行接口减少了控制所有LED所需的电线数量。鉴于其特性集，LTC3205 将惊人的背光马力、灵活性和性能集成到一个非常小的 4mm × 4mm 占板面积中。

审核编辑：郭婷