微型稳压器驱动白光LED背光

手持信息设备中彩色LCD显示器的出现产生了对小型明亮白色背光的需求。幸运的是，最近高强度白光LED的商业化提供了完美的解决方案。这些微型LED能够提供充足的白光，而不会出现与笔记本电脑中常用的荧光背光相关的脆弱性问题和成本。然而，它们确实带来了一个问题——白光LED的正向电压可能高达4V，从而无法直接从单个锂离子电池供电。

本设计笔记描述了几种不同的电路，可用于升压和调节锂离子电池电压，为白光LED供电。这些电路提供足够的功率来驱动多个白光LED，并且足够小，可以轻松安装在蜂窝电话和手持计算机中。

电路说明

图1描述了一个非常小的电荷泵DC/DC转换器，能够以15mA电流（用于背光的典型正向电流）为四个白光LED供电。本应用中使用的 LTC1754-5 是一款纤巧型 SOT-23 器件，可在不带任何电感器的情况下提供一个稳定的 5V 输出。整个电路占用不到 0.1 in2的电路板空间（不包括LED），可直接由锂离子电池供电。

图1.LTC1754 白光 LED 驱动器。

一个恒定电流背光电源可采用 LTC1682 来构建。这种架构有几个优点：首先，它直接控制LED电流，而不管LED两端的正向压降如何。此外，LTC1682 的输出由一个片内线性稳压器调节，以向 LED 提供非常低的噪声输出。输出纹波小于 4mV，消除了敏感蜂窝电话应用中的射频干扰风险。LTC1682 的高电流输出能够从单节锂离子电池以 15mA 电流为五个并行 LED 供电。

需要更多白光 LED 或更高效率的应用可采用一个 LT1615 升压型转换器来驱动串联连接的 LED 串。图3所示的高效率电路可为多达29个LED提供恒流驱动。驱动 36 个串联白光 LED 需要大约 350V 的输出电压，这得益于 LT1615 中的内部 2V、5mA 开关。该电路的恒流设计保证了通过所有串联LED的相同LED电流，无论LED之间的正向电压差异如何。尽管该电路专为采用单节锂离子电池 （4.2V 至 1615.1V） 工作而设计，但 LT<> 还能够采用低至 <>V 的输入工作，并具有相应的输出功率降低。

亮度控制

只要采取一些预防措施，就可以通过在所示的任何背光电路上的SHDN引脚上施加PWM信号来控制LED的亮度。由于这些DC/DC转换器中集成了“软启动”电路，因此在SHDN引脚升高后，输出电压不会立即上升到全输出。因此，建议使用200Hz范围内的PWM信号 - 速度更快，亮度控制将是非线性的;可能会观察到更慢和闪烁。还可能需要在 DC/DC 转换器输出和接地之间放置一个电阻器（与 LED 负载并联），以便在关断期间对输出放电。选择一个电阻器，当 DC/DC 转换器工作时，该电阻将吸收大约 1mA 的电流。（LTC1682 不需要一个并联电阻器，因为它包含内部放电电路。

作为使用PWM控制的替代方法，DAC输出也可用于控制图2和图3中LED的亮度。如图4所示，DAC输出通过改变RPROGRAM两端的电压来控制LED的亮度。由于稳压器保持反馈电压恒定，因此改变DAC电压会影响流过LED的电流。较低的DAC电压将导致较高的亮度，而较高的DAC电压将导致较低的亮度。

图3.LT1615 白光 LED 驱动器。

图4.使用DAC输出进行亮度控制。

总结

所示电路是适用于驱动白光LED的非常微小的升压稳压器的几个示例。这些电路包含恒流 LED 驱动、低噪声 （对于蜂窝电话应用很重要）、亮度控制和低电压输入 （LT1615） 等理想特性。请咨询凌力尔特，获取有关白光 LED 电路的其他应用帮助。

审核编辑：郭婷