×

探讨低电流应用及其对WLED正向电压的影响

消耗积分:1 | 格式:rar | 大小:0.1 MB | 2017-10-01

分享资料个

  白色发光二极管(WLED)的应用已获得迅速推广,主

  要塬因在于可将其用于为便携式电子显示屏提供背

  景照明。通常认为单个WLED的驱动电压为4V。由

  于锂离子电池的平均电压是3.6V,业界普遍认为用

  单体锂离子电池为WLED供电需要使用升压转换器。

  因此众多用于驱动WLED的IC应运转而生,其中大

  多数都需要外接电感器或者飞跨电容器 (Flying

  capacitor)才能提高足够的电池电压。由于WLED技

  术不断发展成熟,对正向电压的要求也在不断降

  低。目前,市场上众多LED的典型正向电压(VF)介于

  3.2V∼ 3.5V之间,极高额定电压范围为3.7V ∼ 4V。

  产品说明书通常规定,上述电压情况下的LED电流

  范围大约在15mA ∼ 25mA之间。本简报将探讨低

  电流应用及其对WLED正向电压的影响。此外,本

  文还将介绍德州仪器(TI)可有效驱动上述较低正向电

  压LED的全新LED驱动器—TPS75105,该款解决方

  案不仅尺寸更加紧凑小巧,而且具有更低的成本。

  LED正向电压

  

  WLED与其他标准的p-n结二极管类似,只有当施加

  足够的正向电压时才能传导电流。正向电流超过阀

  值后,就会随着WLED的正向电压的上升而相应增

  加。图1显示了WLED的典型I-V曲线。

  该图非常简单。与典型的二极管I-V曲线一样,电

  流在电压越过阀值后会随电压的上升相应地迅速

  增加。如图1所示,将器件的典型正向电压指定为

 

  • 使用触摸屏控制器的辅助输入

  • 驱动WLED不一定需要4V电压

  • 针对单电池手持式应用的主机侧燃料计量系统设计考虑事项

  • 在反相降-升压拓扑中使用降压转换器

  • 如欲下载该版本,敬请访问:www.ti.com/aaj

  3.2V,此时随着工艺与温度的变化正向电流 为

  20mA、极大电压为3.7V。这样的话,用输出电压范围为3V ∼ 4.2V的单节锂离子电池供电就要求采用升压DC/DC转换器才能正确驱动WLED,但这不是

  必须的。例如,在电流为5mA的WLED应用中,如

  图1中的曲线所示,驱动5mA所需的正向电压约为

  2.9V,这远远低于参数表中规定的驱动20mA时所需

  的典型电压。采用3.6V的锂离子电池驱动2.9V输出

  就无需使用升压转换器了。

  (mA)100

  10

  I

  F

  Current,

  Forward1

  0.12.0

  3.0 4.0 5.0 6.0

  Forward Voltage, VF (V)

  图 1. 典型的WLED I-V曲线1

  

  The platform bar is a trademark of Texas Instruments. © 2008 TI

  为了控制批量生产中不同批次间工艺与制造的差

  异性,规定了WLED的标准值和极大值。参数表中

  提供的I-V曲线通常是部件在典型规范下的情况。虽

  然该曲线形状对制造的每种部件均有效,但该曲线

  会右移或者左移,这要取决于器件测试条件下的正

  向电压的情况。如果我们采用与上一个范例中部件

  号相同的另一个LED,则正向电压在典型测试条件

  下(20mA正向电流)的测量值为3.7V(极高额定值)。该

  电压比典型器件高 0.5V,相当于在 5mA下驱动

  WLED所需的极大正向电压为3.4V(2.9V+0.5V)。根

  据该应用的截止电压,在5mA工作条件下无需采用

  升压转换器来驱动这种WLED。本方案使得在确定

  任何应用的极大正向电压时都非常方便。

  小型LED驱动器解决方案

  超小型TPS75105 LED驱动器IC是一款针对低电流

  WLED应用的较低成本的简单驱动器。TPS75105

  属于线性电流源,具有28mV的超低压降,可用于驱

  动两个独立组中的4个并联WLED。该器件可在两个

  单独启用组中提供4个2%匹配的电流路径。该解决

  方案采用9球栅、1.5平方毫米芯片级封装(WCSP),

  采用默认电流输出时无需外接组件,因而才能实现

  1.5平方毫米的小尺寸。图2显示了TPS75105的应用

  电路。

  鉴于线性稳压器以低效率着称,因则初看采用低

  压降线性电路来驱动LED似乎不可行,然而人们往

  VBATT

  

  TPS75105

  VIN D1A

  VENAENAD2A

  VENB ENB

  D1B

  D2B

  ISET

  GND

  图 2. TPS75105 应用电路

  100

  95

  90

  (%)85

  80

  Efficiency

  75 VLED = 3.4 V

  70 VLED = 3.3 V

  VLED = 3.2 V

  65

  VLED = 3.1 V

  60 VLED = 3 V

  55 VLED = 2.9 V

  50 33.23.43.63.844.2

  Input Voltage (V)

  探讨低电流应用及其对WLED正向电压的影响

  图 3. TPS75105 LED效率

  往并不真正了解LDO的效率。LDO的效率完全取决

  于输入/输出电压的比率,因此驱动WLED有可能实

  现非常高的效率。例如,用3.6V的锂离子电池输入

  驱动3V WLED可实现83%的LED 效率。图3显示了

  锂离子电池电压范围内数种不同WLED正向电压条

  件下TPS75105的效率数据。采用TPS75105实现

  LED的效率与其他WLED驱动器解决方案相比毫不逊

  色,甚至更出色。

  结论

  评估LED驱动器应用时,应特别考虑应用要求的电

  流量。如果要求的电流明显低于应用中WLED VF指

  定的电流,则应参考WLED参数表中的I-V曲线,以

  确定应用的实际VF。该应用可使用TPS75105等低压

  降线性电流源来实现小尺寸与低成本的解决方案,

  同时还不会有损于开关升压转换器的效率。

  如欲参阅本文的完整版,敬请参见参考文文献2。

  本文章拥有更丰富的WLED信息,不仅针对温度变

  化进行了探讨,而且还以TPS7510x在锂离子电池放

  电曲线上的LED效率为例进行了说明。

  白色发光二极管(WLED)的应用已获得迅速推广,主

  要塬因在于可将其用于为便携式电子显示屏提供背

  景照明。通常认为单个WLED的驱动电压为4V。由

  于锂离子电池的平均电压是3.6V,业界普遍认为用

  单体锂离子电池为WLED供电需要使用升压转换器。

  因此众多用于驱动WLED的IC应运转而生,其中大

  多数都需要外接电感器或者飞跨电容器 (Flying

  capacitor)才能提高足够的电池电压。由于WLED技

  术不断发展成熟,对正向电压的要求也在不断降

  低。目前,市场上众多LED的典型正向电压(VF)介于

  3.2V∼ 3.5V之间,极高额定电压范围为3.7V ∼ 4V。

  产品说明书通常规定,上述电压情况下的LED电流

  范围大约在15mA ∼ 25mA之间。本简报将探讨低

  电流应用及其对WLED正向电压的影响。此外,本

  文还将介绍德州仪器(TI)可有效驱动上述较低正向电

  压LED的全新LED驱动器—TPS75105,该款解决方

  案不仅尺寸更加紧凑小巧,而且具有更低的成本。

  LED正向电压

  

  WLED与其他标准的p-n结二极管类似,只有当施加

  足够的正向电压时才能传导电流。正向电流超过阀

  值后,就会随着WLED的正向电压的上升而相应增

  加。图1显示了WLED的典型I-V曲线。

  该图非常简单。与典型的二极管I-V曲线一样,电

  流在电压越过阀值后会随电压的上升相应地迅速

  增加。如图1所示,将器件的典型正向电压指定为

 

  • 使用触摸屏控制器的辅助输入

  • 驱动WLED不一定需要4V电压

  • 针对单电池手持式应用的主机侧燃料计量系统设计考虑事项

  • 在反相降-升压拓扑中使用降压转换器

  • 如欲下载该版本,敬请访问:www.ti.com/aaj

  3.2V,此时随着工艺与温度的变化正向电流 为

  20mA、极大电压为3.7V。这样的话,用输出电压范围为3V ∼ 4.2V的单节锂离子电池供电就要求采用升压DC/DC转换器才能正确驱动WLED,但这不是

  必须的。例如,在电流为5mA的WLED应用中,如

  图1中的曲线所示,驱动5mA所需的正向电压约为

  2.9V,这远远低于参数表中规定的驱动20mA时所需

  的典型电压。采用3.6V的锂离子电池驱动2.9V输出

  就无需使用升压转换器了。

  (mA)100

  10

  I

  F

  Current,

  Forward1

  0.12.0

  3.0 4.0 5.0 6.0

  Forward Voltage, VF (V)

  图 1. 典型的WLED I-V曲线1

  

  The platform bar is a trademark of Texas Instruments. © 2008 TI

  为了控制批量生产中不同批次间工艺与制造的差

  异性,规定了WLED的标准值和极大值。参数表中

  提供的I-V曲线通常是部件在典型规范下的情况。虽

  然该曲线形状对制造的每种部件均有效,但该曲线

  会右移或者左移,这要取决于器件测试条件下的正

  向电压的情况。如果我们采用与上一个范例中部件

  号相同的另一个LED,则正向电压在典型测试条件

  下(20mA正向电流)的测量值为3.7V(极高额定值)。该

  电压比典型器件高 0.5V,相当于在 5mA下驱动

  WLED所需的极大正向电压为3.4V(2.9V+0.5V)。根

  据该应用的截止电压,在5mA工作条件下无需采用

  升压转换器来驱动这种WLED。本方案使得在确定

  任何应用的极大正向电压时都非常方便。

  小型LED驱动器解决方案

  超小型TPS75105 LED驱动器IC是一款针对低电流

  WLED应用的较低成本的简单驱动器。TPS75105

  属于线性电流源,具有28mV的超低压降,可用于驱

  动两个独立组中的4个并联WLED。该器件可在两个

  单独启用组中提供4个2%匹配的电流路径。该解决

  方案采用9球栅、1.5平方毫米芯片级封装(WCSP),

  采用默认电流输出时无需外接组件,因而才能实现

  1.5平方毫米的小尺寸。图2显示了TPS75105的应用

  电路。

  鉴于线性稳压器以低效率着称,因则初看采用低

  压降线性电路来驱动LED似乎不可行,然而人们往

  VBATT

  

  TPS75105

  VIN D1A

  VENAENAD2A

  VENB ENB

  D1B

  D2B

  ISET

  GND

  图 2. TPS75105 应用电路

  100

  95

  90

  (%)85

  80

  Efficiency

  75 VLED = 3.4 V

  70 VLED = 3.3 V

  VLED = 3.2 V

  65

  VLED = 3.1 V

  60 VLED = 3 V

  55 VLED = 2.9 V

  50 33.23.43.63.844.2

  Input Voltage (V)

  

  图 3. TPS75105 LED效率

  往并不真正了解LDO的效率。LDO的效率完全取决

  于输入/输出电压的比率,因此驱动WLED有可能实

  现非常高的效率。例如,用3.6V的锂离子电池输入

  驱动3V WLED可实现83%的LED 效率。图3显示了

  锂离子电池电压范围内数种不同WLED正向电压条

  件下TPS75105的效率数据。采用TPS75105实现

  LED的效率与其他WLED驱动器解决方案相比毫不逊

  色,甚至更出色。

  结论

  评估LED驱动器应用时,应特别考虑应用要求的电

  流量。如果要求的电流明显低于应用中WLED VF指

  定的电流,则应参考WLED参数表中的I-V曲线,以

  确定应用的实际VF。该应用可使用TPS75105等低压

  降线性电流源来实现小尺寸与低成本的解决方案,

  同时还不会有损于开关升压转换器的效率。

  如欲参阅本文的完整版,敬请参见参考文文献2。

  本文章拥有更丰富的WLED信息,不仅针对温度变

  化进行了探讨,而且还以TPS7510x在锂离子电池放

  电曲线上的LED效率为例进行了说明。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉

评论(0)
发评论

下载排行榜

全部0条评论

快来发表一下你的评论吧 !