选择适合的LED驱动器方案

发布时间：2020-06-30 20:26:49 阅读：次来源：气弹簧厂家

白光LED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LED则用于手机和数码相机的闪光光源。这些应用需要优化的驱动器解决方案，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LED驱动器方案涉及线性、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：安森美半导体提供所有这三种类型拓扑结构的LED驱动器方案(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。这些驱动器适合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适合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。