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选择适合的LED驱动器方案

作者:时间:2010-12-02来源:网络收藏

白光广泛用于小型液晶显示器(LCD)面板及键盘背光以及指示器应用。高亮度则用于手机和数码相机的闪光光源。这些应用需要优化的解决,能够延长电池使用时间、减小印制电路板(PCB)面积及高度。在这些应用领域,常见的涉及线性、电感型或电荷泵型不同拓扑结构,各有其特点。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/180177.htm

安森美半导体提供所有这三种类型拓扑结构的LED(参见图1),满足用户不同的应用需求。


图1:低压便携设备应用的不同LED驱动器拓扑结构示例。

在电荷泵型方案方面,安森美半导体提供支持不同调光类型的产品,如单模、双模、三模或四模电荷泵方案等,如CAT3200、NCP5602、NCP5612、NCP5623、CAT3606、CAT3616、CAT3626、CAT3603、CAT3604、CAT3614、NCP5603等。以NCP5623为例,这是一款采用2.0 mm×2.0 mm×0.55mm LLGA-12无铅封装的高能效LED驱动器,带有I2C接口,内置渐进调光功能,特别设计用于驱动手机等便携产品中的RGB LED装饰光和增强型LCD背光。NCP5623实现94%峰值能效和低于1微安的待机电流,将便携设备电池工作时间延至最长。对典型应用而言,该器件除了具备极小型IC封装的优势之外,兼具仅需4个无源组件就能工作的特点。该器件还具备短路和过压保护功能,在LED失效时保护系统。

值得一提的是,安森美半导体还提供多款四模电荷泵型LED驱动器,如CAT3636、CAT3637、CAT3604V、CAT3643、CAT3644、CAT3647、CAT3648和NCP5604A/B等。从CAT3648为例,这是安森美半导体的一款拥有专利的高能效四模(Quad-Mode)自适应分数型(fractional)LED驱动器,能以25mA电流驱动多达4颗LED(见图1),能效高达92%。这种四模驱动器提供1x、1.33x、1.5x和2x四种模式,与提供1x、1.5x和2x三种模式的大多数电荷泵型驱动器相比,能效高10%,且无需额外电容,将LED驱动器性能提升到新的水平。这些驱动器在低压便携设备小尺寸LCD背光、LED闪光应用中驱动白光LED。

在电感升压型方案方面,安森美半导体提供采用PWM调光方式的不同产品,如输出电流在20mA到50mA之间的CAT32、CAT37、CAT4137、CAT4139、CAT4237、CAT4238和NCP5005、NCP5010,以及提供更大输出电流的CAT4240(250mA)、NCP5050(600mA)和NCP1422(800mA)等。这些电感升压型驱动器在低压便携设备背光和闪光应用中驱动白光LED。

在线性背光驱动器方案方面,安森美半导体提供2到4个通道的多款单模LED驱动器,如CAT4002A、CAT4002B、CAT4003B、CAT4004A和CAT4004B等。这些背光驱动器提供32级调光控制,提供25mA的固定或可调节输出电流和低于1μA的极低关闭电流,而且没有开关电源噪声问题。这些单模LED驱动器通常作为系统级方式的一部分,用于设计集成低电压LED和简单LED驱动器的背光电路。这些驱动器电路简单,帮助延长电池使用时间、降低成本(如节省外部电容)及降低噪声,为入门级便携产品及低成本手机市场提供一种简单的方案。


图2:CAT4002B应用电路图。

值得一提的是,在相机闪光应用中,除了可以使用NCP5005和CAT4134这样的电感升压型驱动器,还可以使用NCP5680和CAT3224这样的电荷泵型驱动器,从而支持高百万像素相机闪光,以及替代氙气闪光,配合纤薄设计。其中,NCP5680和CAT3224均是基于超级电容的LED驱动器,分别可提供10A和4A的大闪光电流。

实际上,如今的500万像素或更高分辨率的相机为了在弱光下拍得高分辨率的照片,需要高亮度的闪光。当今的白光LED能够提供这个等级的光能,但需要比相机电池能提供的能量高出近400%。以安森美半导体的NCP5680为例,这器件配合电池管理一颗超级电容来驱动LED闪光至充分亮度,提供达10A的大峰值电流。NCP5680中的集成驱动器还管理超级电容,处理其它峰值功率功能,如变焦、自动对焦、音频、视频、无线传输、GPS数据读取及射频(RF)放大,延长电池使用时间而不放弃纤薄型设计。NCP5680集成了超级电容充电、浪涌电流管理和LED电流控制所需的全部电路,节省设计人员的开发时间、电路板空间及元器件成本。


图3:业界首款单芯片4A超级电容LED驱动器CAT3224应用电路图。


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