利用BCD白光LED驱动器解决方案

　　随着像手机，PDA、DSC、GPS等数码及便携式产品的迅猛发展，以及液晶显示器的制造技术的日臻完善。彩色的LCD显示屏越来越成为数码及便携式产品的重要部件。彩屏的手机，PDA等也越来越受人们的喜欢和青睐。彩色LCD显示屏要尽显色彩则需要用白色光作为背光。小型彩色LCD显示屏采用白色的LED作背光源是最理想的，这是由于它有电路简单，占空间小，效率高，价格低及寿命长的特点。而白色LED的正向压降VF比一般的有色LED高，VF=3∽4V。白色LED背光电源一般有数个白色的LED组成，如手机，数码相机一般仅需2到4个白色LED，而PDA则根据其显示屏的面积，需要3到6个。对背光源的要求是：要满足背光的亮度要求并且亮度均匀(不允许有某一部分较亮，另一部分较暗的情况)，亮度可以方便的调节。然而便携式电子产品（如PDA，GPS，数码相机，新一代手机等）的电池电压一般低于3-4.2V，因此需要一个升压式电源来驱动白色LED。

　　白色LED驱动器基本上有两种驱动方式：

　　1) 采用升压式电荷泵驱动电路，由于它的输出电压小于两倍的输入电压（一般输出电压+5V），所以它驱动LED的方式是并联的，如图1-a所示；

1-a 并联LED驱动

　　2) 采用升压式DC/DC变换器电路来驱动，由于它的输出电压从13V到28V（甚至更高），因此它驱动LED的方式是串联的，如图1-b所示。采用串联方式使流过每一个LED的电流都一样。则发光的均匀性好；而采用并联方式受正向压降VF的离散性的影响，在定压供电时容易造成每个LED的电流不等而造成发光的均匀性差。虽然可以采用调节限流电阻来调节亮度。但这十分麻烦。有些厂家开发了驱动并联的LED的IC，由于IC内有控制各并联的LED间电流均恒。能满足LED亮度均匀的要求。但由于IC电路复杂，成本较高。

1-b 串联 LED 驱动

　　随着便携式有彩色LCD显示屏的产品的发展及产量的猛增，使新型白色LED驱动器如雨后春笋般上市。品种之多及数量之大使白色LED驱动器已形成电源IC中的一个重要分支。现在便携式产品也越来越便宜，竟争越来越激烈。因此对于手机，PDA，DSC等厂家来，Cost down的压力也较大。因此BCD公司应市场的需求，近来推出了一种低成本，高性能，恒流的，串联型的升压式的白光LED驱动器-AP3008。从功能、性能上能满足LCD背光均匀等要求，从价格上能满足客户低成本的要求。是目前白色LED驱动器中性价比较高的产品。

　　串联LED的特点是每一个LED的电流ILED都是一样的，因此采用高质量的，同一批号的LED时，其发光是较均匀的。这里以BCD公司2005年8月份推出的AP3008为例来说明其工作原理。并介绍其应用电路。

　　AP3008的内部结构框图如图2所示。AP3008为电流模式的升压式DC-DC变换器。它由1.25V的基准，误差放大器，1.2MHZ振荡器和斜波发生器，电流取样放大电路，PWM比较器，R/S触发器，输出驱动及功率开关管，过压保护（OVP）等组成。

图 2 AP3008 内部结构框图   

　　AP3008内置了欠压锁定（UVLO）电路，使电路工作更可靠。具有宽的工作电压范围。最低工作电压可至2.5V，最高工作电压可至15V。

　　AP3008内置了误差放大器频率补偿网络，电流环路的斜率补偿电路，使电路工作更稳定，外围器件更少，用户使用非常方便。

　　过压保护（OVP）电路检测PWM脉冲输出的峰值电压。当PWM脉冲的峰值电压高于内部设置的阀值电压时，过压保护(OVP)电路动作并使PWM开关电路 Shutdown。若使电路重新工作，可在Shutdown pin或Vin pin施加由低到高的信号即可。这种通过IC内部监测PWM脉冲的峰值电压来达到OVP保护的方法优于外部回授输出电压跟IC内部设定值比较的方法。内置 OVP功能不仅可少布一条回授线。还可确保反馈信号免受干扰。

　　误差放大器同相端参考电压为95mv，可有效地减小LED电流取样电阻的损耗，提高输出效率。

　　流过LED的电流ILED与检测电流电阻R1及基准电压95mv有关。它们的关系式是：

ILED=95mv/R1

　　ILED的电流大小一般为5 ∽ 20mA，相应的电阻R1为19∽4.7Ω。

　　这里特别要提出的是它的基准电压不是直接采用1.25V，而是经电阻分压后取其95mv，这是一种减少损耗的措施。由图1-b可看出流过LED的电流 ILEDX95mv是电阻上的损耗（R1上的反馈电压为95mv），由1.25v减少到95mv(差了13倍)，即在R1上的损耗上减小了13倍。提高了转换效率。

　　另由于AP3008采用的高频36V Bipoler工艺，在耐压上远高于一些CMOS工艺制程制成的升压DC/DC变换器。

　　AP3008的应用电路如图3所示。该电路的一个特点是在输入3.2V时，它可以驱动4个白色LED，输出电流最大可达20mA；在输入5V时，它可以驱动6个白色LED，输出电流最大可达20mA，其转换效率如图4所示，在ILED=15mA时，效率可达83%。

图 3 AP3008的应用电路

图 4  转换效率

　　减小占用印制版空间的措施

　　新型便携式电子产品要求尺寸小，轻而薄，由白色LED驱动器组成的背光电路也要满足这些要求，AP3008在设计上采用提高振荡器频率到1.2MHZ，使电感器可以采用1mm低剖面高度的贴片式元件，输入电容，输出电容可分别采用1uF和0.22uF的电容;另该产品采用 SOT23-5和TSOT23-5封装，可使IC的高度小于1.1mm和0.9mm;可使AP 3008升压电路所占空间和PCB板面积大大减小。

　　BCD是一家专注于设计、生产、销售电源管理芯片的模拟集成电路公司。我们宽广的电源管理芯片产品类别主要针对快速增长、高量的市场而设计，例如手机、便携式媒体播放器、液晶电视及显示器、个人电脑、适配器、充电器以及其他电子产品。BCD是以大中华地区为基地，具领先地位的模拟集成电路IDM企业之一。作为一家IDM企业，我们将产品设计及技术实施整合起来优化产品性价比。我们并向客户提供合乎其质量、性能和可靠性各方面需求的系统解决方案。我们以大中华地区为基地的运营让我们邻近亚洲地区快速增长的电子产业，使我们的产品开发能够与客户和市场的趋势同步，并能够为客户提供及时有效的技术支持。