LED驱动器电池供电驱动器的分类

　　由电池供电的驱动器的输人电压一般低于5V，主要用于在便携式电子设各中驱动小功率及*率白光LED，它主要分为采用电感式升压DC／DC变换器、电荷泵和基于LDO电路的驱动器。过去只有电感式升压DC／DC变换器可输出较大的电流，近年来，电荷泵的输出电流已从几百毫安上升到1.2A，并且两者在转换效率上也不相上下。采用LD0作为白光LED驱动器的情况较少，但它具有无须外围组件及价位低的优点，其缺点是转换效率略低，并且其电池往往不能用到终止放电电压时就要充电。这种驱动器主要用于1节锂离子电池的场合，并需采用正向电压UF低的白光LED。可以用做电池供电驱动白光LED的集成器件品种较多，大致分为恒流源、电荷泵和电感式升压开关变换器三种类型。

　　（1）恒流源
　　绝大多数LCD背光照明装置配有亮度控制器，以便在使用中根据环境光线的强弱进行相应调节。由于白光LED的光子发射源于电子、空穴对的复合，故其发射速率及发光强度均与白光LED的正向电流成比例。为此可控恒流源应是实现亮度控制最简单的方案；但因白光LED的“色温”也同工作电流直接有关，这类控制方案会使光源在整个亮度调节范围内的颜色一致性变得很差，故仅能用于对于颜色保真度要求很低的场合，因此LCD背光源大多采用脉宽调制（PWM）电源供电以避免这一“色偏”问题。

　　从实用的角度来看，对于电源电压较高的车载电子设备，由于多个白光LED可以串联使用，所以采用配有脉宽调制器的集电极开路（OC）或电流镜输出级即可构成简单的白光LED驱动器。

　　在电源电压较为有限的应用场合，多个白光LED只能以并联方式工作。此时，按照传统的设计方法，通常需为每个白光LED配各独立的限流电阻，以克服白光LED正向压降一致性差，不可直接并联工作的弊端；不过目前多已改用集成恒流源为白光LED供电，这可以消除由电源电压变动所造成的不利影响。

　　（2）电荷泵
　　白光LED的正向压降可高达4V，但是目前的大量便携式电子设备多以单一锂电池供电，
此时已经无法再由设各电源直接驱动白光LED，而必须借助于各类电源变换器件。可以用做白光LED驱动器的电源变换器件有不少种类，其中以电压输出型电荷泵电路最为简单。典型的如LM3354开关电容式变换器的电源电压范围为2.5～5.5V，输出电压有一系列标称值可供选择，用做白光LED驱动器时应选用标称输出电压为4.1V的LM3354。LM3354的开关频率为1MHz，故而可以采用容量较小的泵电容；LM3354的最大输出电流为90mA，带有片内过热保护电路，静态电流为475μA，关断状态电流为5μA。控制白光LED亮度的脉宽调制信号可由器件的关断控制（SD）端送人，其重复频率应在60Hz以上，以免白光LED产生闪烁现象，但也不宜超过200Hz，以保证开关电容器具有足够的放电时间。

　　白光LED用恒流源供电，有利于抑制由电源电压变动所造成的不利影响，为此IC制造商提供了各类电流输出型电荷泵电路以供选用，如LTC3200开关电容式变换器，它的反馈阈值电压可由“引脚编程”方式设定为200mV、400mV或600mV（第四种编程组态为“关断”）；若以PWM信号令其间歇进入关断状态，便可平滑调节白光LED的亮度而不致产生明显的“色偏”。LTC3200开关电容式变换器的工作频率为1.5MHz，电源电压为2.7～4.5V时的最大输出电流为125mA，它可以同时驱动8个白光LED。LTC3200-5电压输出型电荷泵的体积较为小巧，而且仅需一个开关电容。其工作电压为3～4.4V，工作频率为2MHz，输出电流可达100mA。因其额定5V输出电压偏高，因而限流电阻压降亦偏大，对整体电源变换频率有一定的影响。

　　SC600电压输出型电荷泵包括4～4.5V／120mA与4.5～5V／60mA等多种输出规格，电源电压范围为2.7～6.5V。它利用“引脚编程”方式切换工作频率，在8～650kHz范围内共分四挡，由此可以调整输出电流。其最大特色在于当电源电压超过某个阈值时，电路会自动切换内部电路结构以取得更高的电源变换频率。其切换阈值具有80mV的“回差”，以防止切换过于频繁而造成较大的输出纹波。

　　电流输出型电荷泵LM2794可以用电流镜作输出级，因而可以省去限流电阻，但会增加器件功耗。LM2794具有四路电流输出，每路20mA；若欲调整白光LED亮度，仍可在其关断控制端加入脉宽调制信号，也可采用引入外部电流的方式改变其反馈阈值。LM2794电源的电压范围为2.7～5.5V，电压超过大约4.7V时会自动切换内部电路，改以“直通”方式工作；其切换阈值也有250mV左右的回差，以防输出纹波恶化。LM2794的外形尺寸仅为2mm×2.4mm×0.84mm，是同类器件中体积最小的。

　　S8813与LM2794结构相近，但其恒流原理属脉冲频率调制型。这种恒流方式对于变换效率、性能的提高有好处，但有一定的开关噪声。器件的典型工作频率约为600kHz，具有三路电流输出，每路5～18mA。

　　（3）电感式升压开关变换器
　　电感式升压开关变换器以电感器作为储能元件，它在电压提升的效能方面优于电荷泵。用做白光LED驱动器的电感式升压开关变换器多为电流输出型。

　　目前，小功率集成电感式升压开关变换器多已带有作为功率开关的片内N沟道MOSFET，但是其储能电感通常仍需外接。MAX1848的开关频率为1.2MHz，其输人电压为2.6～5.5V时，最高输出电压可达13V，是以驱动2～3个串联的白光LED。MAX1848还可同时驱动3路并联负载，每路负载包括2个串联的白光LED。此应用需要配用3个采样电阻，各路负载的电流匹配情况并不令人满意。

　　LT1937电感式升压开关变换器的片内功率开关耐压高达36V，可以驱动由6个白光LED串联组成的单路负载。其采样电阻压降约为100mY，调整采样电阻的阻值可将输出电流设定为5～20mA。白光LED的亮度调整，可采用在反馈节点引人外加控制电流或将脉宽调制信号送人关断控制端这两种方法来完成。

　　属于电感式升压变换器的同类器件的还有LM2704和LX1993。LM2704可以在2.2～7V电源下工作，最高输出电压为20V，输出电流为20mA，可驱动两路共计8个白光LED。其特点在于片内功率开关峰值电流可达0.5A，导通电阻仅有0.7Ω，故电源变换效率较高，同时易于解决小型封装器件的散热问题。LXl993能以20mA的输出电流驱动单路4个白光LED，其优点在于电源电压可以低至1.6V。