在白光LED驱动中两种拓扑应用电路方案的介绍.doc
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1、在白光LED驱动中两种拓扑应用电路方案的介绍白光LED驱动电路拓扑有升压变换器或电荷泵两种电路拓扑可供选择,具体选择时要考虑两种解决方案的所有具体因素。不同的最终应用对白光LED驱动器的要求可能差别极大,这点非常重要。若用白光LED作为LCD背光源,组件高度可能是最重要的设计参数,而对于个入数字助理(PDA)显示器而言,最重要的设计参数则可能是效率问题。采用TPS60230电荷泵驱动白光LED的典型应用电路如图1所示。TPS60230由锂离子电池直接供电,其典型输入电压范围为3.04.2V,可同时为最多5个白光LED供电,每个白光LED的电流为20mA。图1 TPS60230电荷泵驱动白光LE
2、D的典型应用电路采用TPS61062升压变换器驱动白光LED的典型电路如图2所示。如图2所示的升压变换器是IC技术的最新开发成果之一。作为全面集成的同步升压变换器,它无须外接肖特基二极管就能够达到尺寸最小的目的,所需的外部组件数量最少。1.电荷泵与升压变换器效率的比较如图2与图3所示的解决方案,很难说哪一种解决方案就是一个高效的解决方案,这是因为整体效率取决于白光LED正向电压、锂离子电池放电特性及白光LED电流等具体应用参数等。基于电荷泵的解决方案的典型效率曲线如图258所示。当变换器工作在1倍压模式情况下时,增益为1,输入电压范围从4.2V降至3.6V不等,效率水平高于75。在1倍压模式中
3、,输入电压经稳压降至白光LED的正向电压,通常为3.13.5V。1倍压模式的另一优点是:开关器件不工作在开关状态,因此可以避免EMI问题。图2 TPS6l062升压转换器驱动白光LED的典型电路图3 电荷泵解决方案的典型效率曲线但是,由于LED正向电压及驱动器IC内部电压下降的情况不同,在驱动器从1倍压模式转为升压模式(boost mode)而采用的增益为1.5倍压时,效率会大幅下降。在升压模式下,开关器件工作在开关状态,输出电压为输入电压的1.5倍,这需要对电压进行调节,以使电压降至白光LED所需正向电压的水平,这就降低了效率。因此,驱动器工作在1倍压模式下,其时间越长,电荷泵效率就越高。与
4、电荷泵解决方案不同,升压变换器TPS61062解决方案的典型效率曲线如图4所示。在锂离子电池的整个输入电压范围下,其效率均可达到7580。某些升压变换器解决方案在使用外部校正二极管的情况下,其效率甚至高达85。若TPS61042驱动白光LED少于5个,那么效率还会提高,因为输入到输出的电压转换比较低。总体说来,升压变换器的效率比电荷泵解决方案略高,特别在为4个以上白光LED供电时更是如此。图4 升压转换器TPS61062解决方案的典型效率曲线2.电荷泵与升压变换器占板面积的比较过去,电荷泵解决方案是有明显的优势的,这主要是因为升压变换器采用了较大的电感器和外部肖特基二极管。随着最新技术的发展及
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