led驱动器探讨和实用解决方案.doc

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1、LED驱动器探讨和实用解决方案关键词:LED,光电器件，无源兀件,摘要：LED是由电流驱动的器件，其亮度与正向电流呈比例关系。众多的便携电子产品均需要背景灯LED驱动器解决方案，其具有以下特性：直流控制、高效率、PW调光、过压保护、负载断开、小型尺寸以及简便易用。本文将探讨每种特性以及实现这些特性的方法，最后将说明具备每种特性的典型屯路。如今，众多的便携电子产詁均需要背景灯LED驱动器解决方案，其具有以下特性：直流控制、高效率、PWM调光、过压保护、负载断开、小型尺寸以及简便易用。本文将探讨每种特性以及实现这些特性的方法，最后将说明具备每种特性的典型电路。直流控制LED是由电流驱动的器件，其

2、亮度与正向电流呈比例关系。有两种方法可以控制正向电流。第一种方法是采用LEDV-T曲线來确定产生预期正向电流所需要向LED施加的电压。VoltageSource/BallastResistorRBIRBXLDDXlied=Vln^VFRBallostsi：诺植潦电?e的电伍电漏鼻致效奉陽低和正冏电流央配.其实现方法一般采用一个电压电源和一个镇流电阻器。图1说明了这种方法。如下所述，此方法有多项不足之处。LED正向电压的任何变化都会导致LED电流的变化。如果额定正向电压为3.6V,则图1中LED的电流为20mAo如果屯床变为4.0V,这是温度或制造变化引起的特定床变，那么正向电流则降低到14m

3、A。正向电压变化11%会导致更大的正向电流变化，达30%o另外，根据可用的输入电压，镇流电阻的压降和功耗会浪费功率和降低电池使用寿命。CSItation第二种方法、也是首选的LED电流调整方法是利用恒流电源来驱动LED。恒流电源可消除正向电圧变化所导致的屯流变化。因此可产生恒定的LED亮度，无论正向电流如何变化。产生恒流电源很容易。只需要调整通过电流检测电阻器的电压，而不用调整电源的输出电压。图2说明了这种方法。电源参考电压和电流检测电阻器值决定了LED电流。在驱动多个LED吋，只需把它们串联就可以在每个LED屮实现恒定电流。驱动并联LED需要在每个LED串屮放置一-个镇流电阻，这会导致效率

4、降低和电流失配。高效率便携式应用屮电池使用寿命是至关重要的。LED驱动器如果实用，就必须具备高效性。LED驱动器的效率测量与典型电源的效率测量不同。典型电源效率测量的定义是输出功率除以输入功率。而对于LED驱动器来说，输出功率并非相关参数。重要的是产生预期LED亮度所需要的输入功率值。这可以简单地通过使LED功率除以输入功率来确定。请注意：如果这样定义效率的话，贝IJ屯流检测屯阻器屮的功耗会导致电源功率耗散。通过图3所示的公式，我们可以看出较小的电流传感电压会产生较高效率的LED驱动器。图4说明了选用0.25V参考电压的电源与选用IV参考电压的电源相比，二者的效率提高情况。较低的电流传感电压

5、电源更为有效，龙论输入电压或LED电流如何，只要其他条件相同，较低的参考电压都可以提高效率并延长电池的使用寿命。Efficiency®PanPlsHPsvppdiossss^Pcu/uiSNr_ssnsb3：LED驱动器效率显示了电流检側电阻器损耗的重要性。PWM调光许多便携式LED应用都需要进行光度调节。在LCD背光等应用屮，调光功能可提供亮度及对比度调节。我们可采用两种调光方法：模拟与PWM。利用模拟调光，通过向LED施加50%的最大电流可实现50%的亮度。这种方法的缺点是会出现LED颜色偏移并且需要采用模拟控制信号，因此使用率-•般不高。以更低忙闲度向LED施加满电流可实现PWM调光。

6、在50%忙闲度施加满电流可达到50%亮度。为确保人的肉眼看不到PWM脉冲，PWM信号的频率必须高于lOOHzo最大卩WM频率取决于电源启动与响应吋间。为提供最大的灵活性以及集成简易性，LED驱动器应能够接受高达50kHz的PWM频率。过压保护在恒流模式小操作电源需要采用过圧保护功能。无论负载为多少，恒流电源都可产生恒定输出电流。如果负载电阻增大，电源的输出电床也必须随Z增大。这就是电源保持恒流输出的方法。如果电源检测到过大的负载电阻，或者负载断开的话，输出电压可提高到超出IC或其他分立电路元件的额定电压范围。恒流LED驱动器可采用多种过压保护方法。其屮一个方法是使齐纳二极管与LED并联。这种

7、方法可以将输出电压限制到齐纳击穿电圧和电源的参考电压。在过压条件下，输出电压会提高到齐纳击穿点并开始传导。输出电流会通过齐纳二极管，然后通过电流检测电阻器接地。在齐纳二极管限制最大输出情况下电源可连续产生恒定的输出电流。更佳的过压保护方法是监控输出电压并在达到过压分界点吋关闭电源。如果出现故障，在过压条件下关断电源可降低功耗并延长电池使用寿命。5V85838179〃7573nw负载断开LED驱动电源屮一个经常