电荷泵升压转换器驱动白光LED
发布时间:2020/8/19 0:00:10 访问次数:1904
LED为电流驱动器件,光输出强度由流过二极管的电流决定。由电压源和限流电阻构成的一种简单偏置电路,流过LED的电流由下式确定:IDIODE=(VCC-VF)/[RLIM+RDS(ON)]这种方式成本较低,但不同的二极管VF(正向电压)的参数一致。25℃时LED的正向电压(典型值)与导通电流关系曲线。从电流指标可以看出:对于GaAsP二极管,VF可以上升到2.7V(+40%);对于InGaN二极管,VF可以上程式到4.2V(+20%)。如果系统中需要多个LED,如蜂窝电话背板显示器采用8个LED,则按照图1的设计方案将需要多个限流电阻,占用较大的线路板面积。
如果将Vcc增大到VF的10倍以上可以减少VF变化的影响,但耗电较大,不符合电池供电产品的需求。对于采用单片Li+电池供电的系统,Li+电池电压的变化范围为4.2~3V。如果LED的偏置电路只是简单的由Li+电池和限流电阻提供,输出亮度将会产生明显的变化。合理的方案应该是采用电流偏置电路。
电流偏置电路实际上是用1个电流源为LED提供偏置。如果电流源具有足够的动态范围,这种偏置方式将不受VF变化的影响。电流偏置方案的原理框图。该电路将限流电阻用电流源替代。光输出强度与电源和正向电压无关,只要有足够的电源电压为电流源和LED提供偏置即可。Q1为使能控制开关。
MAX1916等专用LED驱动芯片提供了一种先进的LED电流偏置电路。MAX1916在微型SOT23封装内集成了3组电流源,流过RSET的电流镜像到3个输出端,电路中几个相同的MOSFET具有相的栅-源电源,它们的沟道电流相同,电流的大小由镜电流ISET决定。MAX1916的电流最大失配度为±5%,“镜像系数”为200A/A。也就是说,当ISET为50μA时,每个输出端的电流为10(1±0.05)mA(最大)。SET端由内部偏置在1.25V。ISET由下式决定:
ISET=(Vcc-1.25V)/RSET
IOUT=200ISET,每路电流之间偏差为±5%。输出端饱和电压:
VOUT(SAT)=RD-S·IOUT
MAX1848将升压转换器与电流控制电路集成在6引脚SOT23封装内,利用电流检测驱动3组LED,每组LED包括3个串行连接的LED。输入电压范围为2.6~5.5V。MAX1848利用电压反馈结构调节流过LED的电流,较小的检流电阻(5Ω)有利于节省功耗、保持较高的转换效率。模拟控制器用于控制所有LED的亮度。典型应用中:L1=33μH,CCOMP=150nF,COUT=1.0μF,RSENSE=5Ω。LED电流由控制电压确定:IOUT=VCTRL/13.33RSENSE。
LED的亮度可以通过CTRL引脚的DAC调节或电位器分压电路调节,电压控制范围为+250mV~+5.5V,将控制引脚接地可实现关断。负载功率为800mW时电路转换效率达88%。
MAX1916内部配置为3路可调电流源结构,可控制多种LED;直接采用单节Li+电池供电可驱动红光、绿光或黄光GaAsP LED;配合电荷泵升压转换器,MAX1916还可用于驱动白光InGaN LED。对于有更高功率要求的应用,需采用基于电感的MAX1848,外部只需要极少的元件,输出功率为800mW时转换效率达88%。
LED为电流驱动器件,光输出强度由流过二极管的电流决定。由电压源和限流电阻构成的一种简单偏置电路,流过LED的电流由下式确定:IDIODE=(VCC-VF)/[RLIM+RDS(ON)]这种方式成本较低,但不同的二极管VF(正向电压)的参数一致。25℃时LED的正向电压(典型值)与导通电流关系曲线。从电流指标可以看出:对于GaAsP二极管,VF可以上升到2.7V(+40%);对于InGaN二极管,VF可以上程式到4.2V(+20%)。如果系统中需要多个LED,如蜂窝电话背板显示器采用8个LED,则按照图1的设计方案将需要多个限流电阻,占用较大的线路板面积。
如果将Vcc增大到VF的10倍以上可以减少VF变化的影响,但耗电较大,不符合电池供电产品的需求。对于采用单片Li+电池供电的系统,Li+电池电压的变化范围为4.2~3V。如果LED的偏置电路只是简单的由Li+电池和限流电阻提供,输出亮度将会产生明显的变化。合理的方案应该是采用电流偏置电路。
电流偏置电路实际上是用1个电流源为LED提供偏置。如果电流源具有足够的动态范围,这种偏置方式将不受VF变化的影响。电流偏置方案的原理框图。该电路将限流电阻用电流源替代。光输出强度与电源和正向电压无关,只要有足够的电源电压为电流源和LED提供偏置即可。Q1为使能控制开关。
MAX1916等专用LED驱动芯片提供了一种先进的LED电流偏置电路。MAX1916在微型SOT23封装内集成了3组电流源,流过RSET的电流镜像到3个输出端,电路中几个相同的MOSFET具有相的栅-源电源,它们的沟道电流相同,电流的大小由镜电流ISET决定。MAX1916的电流最大失配度为±5%,“镜像系数”为200A/A。也就是说,当ISET为50μA时,每个输出端的电流为10(1±0.05)mA(最大)。SET端由内部偏置在1.25V。ISET由下式决定:
ISET=(Vcc-1.25V)/RSET
IOUT=200ISET,每路电流之间偏差为±5%。输出端饱和电压:
VOUT(SAT)=RD-S·IOUT
MAX1848将升压转换器与电流控制电路集成在6引脚SOT23封装内,利用电流检测驱动3组LED,每组LED包括3个串行连接的LED。输入电压范围为2.6~5.5V。MAX1848利用电压反馈结构调节流过LED的电流,较小的检流电阻(5Ω)有利于节省功耗、保持较高的转换效率。模拟控制器用于控制所有LED的亮度。典型应用中:L1=33μH,CCOMP=150nF,COUT=1.0μF,RSENSE=5Ω。LED电流由控制电压确定:IOUT=VCTRL/13.33RSENSE。
LED的亮度可以通过CTRL引脚的DAC调节或电位器分压电路调节,电压控制范围为+250mV~+5.5V,将控制引脚接地可实现关断。负载功率为800mW时电路转换效率达88%。
MAX1916内部配置为3路可调电流源结构,可控制多种LED;直接采用单节Li+电池供电可驱动红光、绿光或黄光GaAsP LED;配合电荷泵升压转换器,MAX1916还可用于驱动白光InGaN LED。对于有更高功率要求的应用,需采用基于电感的MAX1848,外部只需要极少的元件,输出功率为800mW时转换效率达88%。
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