畢業(yè)設(shè)計（論文）LED驅(qū)動電路

1、論文目錄1 緒論 （3） 1.1 國內(nèi)外led技術(shù)的進展（3） 1.2 led產(chǎn)業(yè)的市場前景分析（3）2 led基礎(chǔ)知識（4） 2.1 led的工作原理 （4） 2.2 led的分類（5）3 led驅(qū)動電路（6） 3.1 驅(qū)動技術(shù)方案 （6） 3.2 led的連接形式 （8） 3.3 led的驅(qū)動方式 （10）4 電荷泵驅(qū)動led的幾種典型電路 （12） 4.1 ltc3202電荷泵驅(qū)動白光led的電路（12） 4.2 max1910/max1912電荷泵驅(qū)動白光led的電路 （13） 4.3 lm3354/lm2792電荷泵驅(qū)動白光led的電路（14） 4.4 cat3200/cat3200

2、-5 電荷泵驅(qū)動白光led的電路 （16）5 結(jié)論（17）6 參考文獻（17）led驅(qū)動電路 摘要：led光源由于具有使用壽命長、光效高、節(jié)能、無頻閃等優(yōu)點，正逐漸取代傳統(tǒng)照明光源而走進千家萬戶，因此針對led照明系統(tǒng)驅(qū)動電源的研究成為電力電子行業(yè)的一個熱門課題。led驅(qū)動電源的可靠性問題是影響led照明系統(tǒng)照明品質(zhì)和使用壽命的關(guān)鍵因素。本文通過國內(nèi)外led進展情況，主要介紹了led結(jié)構(gòu)及特性、led驅(qū)動電路以及電荷泵驅(qū)動led的幾種典型電路。關(guān)鍵詞：光效；節(jié)能；led驅(qū)動電路；電荷泵驅(qū)動led circuit driverjin fu-fu supervisor:xie chao-yonga

3、bstract：due to the advantages of long life, high light-efficiency, energy saving, no flicker, etc., traditional light sources are gradually replaced by led light source in the field of family lighting. more and more attentions are payed on the research and development of led drivers for researchers

4、of power electronics.reliability issue is a key factor affecting the lighting quality and life of led lighting system.this paper mainly introduces the structure and characteristics of led,led drive circuit and led integrated drive circuit through the process of led.key words: lighting effect;energy-

5、saving;led drive circuit; charge pump driven1 緒論1.1 國內(nèi)外led技術(shù)的進展近幾年，led的發(fā)光效率已增長100倍，而成本卻下降了10倍，目前已廣泛用于大面積圖文顯示、狀態(tài)指示、標志照明、信號顯示、液晶顯示器的背光照明、汽車組合尾燈及車內(nèi)照明等方面1。在led光源及市場開發(fā)中，極具發(fā)展與應(yīng)用前景的是白光led，其用作固體照明器件的經(jīng)濟效益顯著，且有利于環(huán)保，正逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈。白光led的世界年增長率在20%以上，美國、日本、歐洲國家以及中國臺灣均推出了半導(dǎo)體照明計劃。美國波士頓的photonics research研究中心報道了led技術(shù)

6、方面的新進展，聲稱光效要達到330lm/w。被稱作photon-rectcling的半導(dǎo)體光源可以發(fā)出藍、黃兩種波長的光，所發(fā)出的光能使人感到是白色的光。這種光效與目前市場上的led相比要高出10倍甚至更高osram公司已經(jīng)開發(fā)出一種薄型的led，稱作market led。這款產(chǎn)品只有6nm高，延邊安裝的led將光射入一個導(dǎo)光的材料，從而將光均勻地分布在照射表面。這種模塊可以用于走廊、劇場、影院的座號的定向照明，其能耗從一瓦到幾瓦不等，主要取決于模塊的大小，此種模塊基本上不發(fā)熱。1.2 led產(chǎn)業(yè)的市場前景分析近些年，led市場規(guī)?？焖偬嵘?005年中國led的產(chǎn)量已經(jīng)達到262.1億只，市

7、場規(guī)模更是突破百億元大關(guān)，達到114.9億元。led全彩顯示屏是1990年代在全球迅速發(fā)展起來的新型信息顯示媒體，它利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點陣模塊或像素單元組成的大面積顯示屏幕，結(jié)合了微電子、 光學(xué)、計算機、信息處理等諸多現(xiàn)代高新技術(shù)，具有環(huán)境適應(yīng)能力強、高節(jié)能、壽命長、多變幻、利環(huán)保、高新尖等一系列優(yōu)勢。led顯示屏不僅畫面亮度高、對 比度大，色彩鮮艷，而且可顯示動態(tài)畫面和文字，它主動光發(fā)，遠距離分辨率高，即使在百米以外，視覺效果跟在家里看電視一樣，已廣泛用于人流量多的公共場 所、交通要道。 其功能除廣告宣傳外，還可發(fā)布信息，豐富人們的文化娛樂生活，是觀眾喜愛的信息傳播媒體，在我國北京、上海、

8、重慶等大城市已推廣應(yīng)用，并收到了很好的效 果。而近期，國內(nèi)著名的廣告公司分眾傳媒、東方明珠移動紛紛進軍戶外led市場，則更昭示了這一市場的勃勃生機。 據(jù)專家預(yù)測，今后幾年全球各類led顯示屏需求每年均會達到幾十億美元，而且還在逐年遞增。而在中國，據(jù)全國光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會led顯示屏分會統(tǒng)計，去年led顯示屏全行業(yè)的銷售額約為40億元，隨著加入wto，又借助2008奧運會和2010年上海世博會帶來更多的眼球經(jīng)濟，以及國家對環(huán)保問題的重視 等多種利好因素的影響下，led顯示屏在體育、戶外廣告、交通等諸多領(lǐng)域的市場將有顯著的增加。專家預(yù)測認為：國內(nèi)市場led全彩屏需求增長率將高達 30%以上2。2

9、led基礎(chǔ)知識2.1 led的工作原理半導(dǎo)體二極管又稱晶體二極管，它由兩種不同的半導(dǎo)體（p型和n型半導(dǎo)體）形成的一個pn結(jié)組成。（1）給pn結(jié)加正向偏置電壓，即p區(qū)接電源正極，n區(qū)接電源負極，此時稱pn結(jié)為正向偏置（簡稱正偏），如圖2-1（a）所示。由于外加電源產(chǎn)生的外電場的方向與pn結(jié)產(chǎn)生的內(nèi)電場的方向相反，削弱了內(nèi)電場，使pn結(jié)變薄，有利于兩區(qū)多數(shù)載流子向?qū)Ψ綌U散，形成正向電流，此時pn結(jié)處于正向?qū)顟B(tài)。pn結(jié)正向偏置的特點是：低電阻，大的正向擴散電流。（2）給pn結(jié)加反向偏置電壓，即n區(qū)接電源正極，p區(qū)接電源負極，此時稱為pn結(jié)反向偏置（簡稱反偏），如圖2-1（b）所示。圖2-1由于外

10、加電場與內(nèi)電場的方向一致，因而加強了內(nèi)電場，使pn結(jié)加寬，阻礙了電子的擴散運動。在外電場的作用下，只有少數(shù)載流子形成很微弱的電流，形成反向電流。應(yīng)當(dāng)指出，少數(shù)載流子是由于熱激發(fā)產(chǎn)生的，因而pn結(jié)的反向電流受溫度影響很大。pn結(jié)反向偏置的特點是：高電阻，很小的反向漂移電流。總之，pn結(jié)具有單向?qū)щ娦?，即pn結(jié)加正向電壓時，電阻很小，處于導(dǎo)通狀態(tài)；pn結(jié)加反向電壓時，電阻很大，處于截止狀態(tài)3。led與普通二極管一樣，也是由pn結(jié)構(gòu)成的，同樣具有單向?qū)щ娦?。led工作在正偏狀態(tài)下，在正向?qū)〞r能發(fā)光，所以它是一種能把電能轉(zhuǎn)化成光能的半導(dǎo)體器件。led半導(dǎo)體在正向偏壓下通過電子與空穴的復(fù)合運動，將復(fù)合

11、的能量以光（有效復(fù)合）或熱（無效復(fù)合）的形式釋放，發(fā)出的光場呈扇形分布，其發(fā)光強度略大于最大強度的一半之處所形成的角度稱為半強角度。在正向電壓下，電子由n區(qū)注入p區(qū)，空穴由p區(qū)注入n區(qū)。進入對方區(qū)域的少數(shù)載流子（簡稱少子）的一部分與多數(shù)載流子（簡稱多子）復(fù)合而發(fā)光，如圖2-2所示。圖2-2 led發(fā)光原理對于led器件，一半常用的極限參數(shù)有以下幾項：（1）最大允許耗散功率：一般指環(huán)境溫度為25時的額定功率。當(dāng)環(huán)境溫度升高，則led的最大允許耗散功率將會下降。（2）最大允許工作電流：由最大允許散耗功率來確定。參考一般技術(shù)手冊中給出的工作電流范圍，最好在使用時不要用到最大工作電流。要根據(jù)散熱條件來

12、確定，一般只用到最大電流的60%為好。（3）最大允許正向脈沖電流：一般是由占空比與脈沖重復(fù)頻率來確定。led工作于脈沖狀態(tài)，可通過調(diào)節(jié)脈寬來實現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)，例如，led顯示屏就是利用這個手段來調(diào)節(jié)亮度的。（4）反向擊穿電壓：一般要求反向電流為指定值的情況下可測試反向電壓，反向電流在5100之間。反向擊穿電壓通常不能超過20，在設(shè)計電路時，一定要確定加到led的反向電壓不要超過204。（以下分點敘述的格式修改下，以這個為例）2.2 led的分類常見led器件形式：應(yīng)用于顯示屏的led發(fā)光器件主要有單體led、led點陣模塊、貼片式led發(fā)光燈和像素管。（1）貼片式led發(fā)光燈：貼片式led也稱sm

13、d led，其中的led采用貼焊模式封裝，用于戶內(nèi)全彩色顯示屏，可實現(xiàn)單點維護，能有效地克服馬賽克現(xiàn)象。（2）單體led：一般由單個led晶片、反光碗、金屬陽極和金屬陰極構(gòu)成，外包是具有透光、聚光能力的環(huán)氧樹脂外殼?？捎靡粋€或多個(不同顏色的)單燈構(gòu)成一個基本像素。由于其亮度高，單體led多用于戶外顯示屏。（3）led點陣模塊：由若干個晶片構(gòu)成發(fā)光點陣，然后用環(huán)氧樹脂封裝于塑料殼內(nèi)，適合于行、列掃描驅(qū)動，可構(gòu)成高密度的顯示屏，多用于戶外顯示屏。常見led照明產(chǎn)品：led半導(dǎo)體照明，通常劃分為通用照明和特殊照明兩大領(lǐng)域。通用照明指超高亮度白光照明，特殊照明主要包括景觀照明、顯示屏、交通信號燈、汽

14、車燈、背景光源、特種工作照明（礦燈、警示燈、防爆燈、援救燈、野外工作燈等）、軍事及其他應(yīng)用。led發(fā)光管的分類：（1）按發(fā)光顏色分：按發(fā)光管的發(fā)光顏色可分為紅光、橙光、綠光、藍光和白光燈led。作為特殊用途的led發(fā)光管，有的含有兩種或三種顏色的芯片，可以按照時序分別發(fā)出兩種或三種顏色的光。（2）按出光面特征分：按發(fā)光管出光面特征分，有圓形燈、方形燈、矩形燈、面發(fā)光管、側(cè)向管、表面安裝用微型管燈。（3）按結(jié)構(gòu)分：按發(fā)光發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分，有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧封裝燈類型。（4）按波長分：按波長分，可分為可見光led（380780）和不可見光led（用于紅外線遙控器的led

15、的波長為850950，用于光通信光源的led的波長為13001550）5。3 led驅(qū)動電路3.1驅(qū)動技術(shù)方案原始電源有各種形式，但無論哪種電源，一般都不能直接給led供電。因此，要用led作照明光源就要解決電源變換的問題。led實際上市一個電流驅(qū)動的低壓單向?qū)щ娖?，led驅(qū)動器應(yīng)具有直流控電、高效率、pwm調(diào)光、過壓保護、負載斷開、小型尺寸以及簡便易用燈特點。給led供電的電源變換器的設(shè)計必須注意一下事項：(1)led是單向?qū)щ娖骷?，由于這特點，就要用直流電流或者單向脈沖電流給led供電。(2)led是一個具有pn結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，具有試磊電勢，這就形成了導(dǎo)通門限電壓，加在led上的電壓值

16、超過這個門限電壓時led才會充分導(dǎo)通。led的門限電壓一般在2.5v以上，正常工作時的管壓降為34v.(3)led的電流電壓特性是非線性的，流過led的電流在數(shù)值上等于供電電源的電工勢減去led的勢壘再除以回路的總電阻。因此，流過led的電流和加在led兩端的電壓不成正比。(4)led的pn結(jié)的溫度系數(shù)為負，溫度升高時led的勢壘電勢降低，所以led不能直接用用電壓源供電，必須采用限流措施，否則隨著led工作時溫度的升高，電流會越變越大，以致?lián)p壞led。(5)流過led的電流和led的光通量的比值也是非線性的。led光通量隨著流過led的電流增加而增加，但卻不成正比，越到后來光通量增加的越少。

17、因此，應(yīng)該使led在一個發(fā)光效率比較高的電流值下工作。另外，led也和其他光源一樣，所能承受的電功率是有限的。如果加在led上的電功率超過一定數(shù)值，led可能損壞。由于生產(chǎn)工藝和材料特性方面的差異，同樣型號的led的勢壘電勢以及l(fā)ed的內(nèi)阻也完全不一樣，這就導(dǎo)致led工作時的管壓降不一致，再加上led勢壘電勢具有負的溫度系數(shù)，因此，led不能直接并聯(lián)使用6。用原始電源給led供電有四種情況：低電壓驅(qū)動、過渡電壓驅(qū)動、高電壓驅(qū)動以及市電驅(qū)動。不同的情況在電源變換器的技術(shù)實現(xiàn)上有不同的方案。下面簡要介紹這幾種情況下的電源驅(qū)動方法。（1）低電壓驅(qū)動：低電壓就是指低于led正向?qū)▔航档碾妷候?qū)動led

18、，如一節(jié)普通干電池或鎳鉻/鎳氫電池，其正常供電電壓為0.81.65v。低電壓驅(qū)動led需要把電壓升高到足以使led導(dǎo)通的電壓值。對于led這樣的低功耗照明器件，這是一種常見的使用情況，如led手電筒、led應(yīng)急燈、節(jié)能臺燈燈。由于受單節(jié)電池容量的限制，一般不需要很大的功率，但要求有最低的成本和比較高的變換效率。另外，考慮到有可能配合一節(jié)5號電池工作，還要有最小的體積，其最佳技術(shù)方案是電荷泵式升壓變換器。（2）過渡電壓驅(qū)動：過渡電壓驅(qū)動是指給led供電的電源電壓值在led管壓降附近變動，這個電壓有時可能略高于led的管壓降，有時可能略低于led管壓降。如一節(jié)鋰電池或兩節(jié)串聯(lián)的鉛酸電池，滿電時電壓

19、在4v以上，電快用完時電壓在3v以下。用這類電源供電的典型應(yīng)用有l(wèi)ed礦燈燈。過渡電壓驅(qū)動led的電源變換電路既要解決升壓問題又要解決降壓問題，為了配合一節(jié)鋰電池工作，也需要有盡可能小的體積和盡量低的成本。一般情況下功率也不大，其最高性價比的電路結(jié)構(gòu)是反極性電荷泵式變換器。（3）高電壓驅(qū)動：高電壓驅(qū)動是指給led供電的電壓值始終高于led管壓降，如6v、12v、24v蓄電池。典型的應(yīng)用有太陽能草坪燈、太陽能庭院燈、機動車的燈光系統(tǒng)等。高電壓驅(qū)動led要解決降壓問題，由于高電壓驅(qū)動一般是由普通蓄電池供電，會用到比較大的功率（如機動車照明和信號燈光），應(yīng)該有盡量低的成本。變換器的最佳電路結(jié)構(gòu)是串聯(lián)

20、開關(guān)降壓電路。（4）市電驅(qū)動：這是一種對led照明應(yīng)用最有價值的供電方式，是半導(dǎo)體照明普及應(yīng)用必須解決好的問題。用市電驅(qū)動led要解決降壓和整流問題，還要考慮比較高的變換效率、有較小的體積和較低的成本。另外，還應(yīng)該解決安全隔離問題?？紤]到對電網(wǎng)的影響，還要解決好電磁干擾和功率因數(shù)的問題。對中小功率的led，其最佳電路結(jié)構(gòu)是隔離式單端反激變換器。對于大功率的應(yīng)用，應(yīng)該使用橋式變換電路7。3.2 led的連接形式（1）串聯(lián)連接方式8（如圖3-1）：串聯(lián)連結(jié)方式中的ledled首尾相連，led工作時流過的電流相等。對于同一規(guī)格和批次的led來說，雖然單個的led上的電壓可能有微小的差異，但是由于le

21、d是電流型器件，因此可以保證各自的發(fā)光強度相一致。因此簡單的串聯(lián)形式的led就具有電路簡單、連結(jié)方便等特點。然而，由于采用的為串聯(lián)形式，當(dāng)其中一個led發(fā)生開路故障時，將造成整個led燈串的熄滅，影響了使用的可靠性圖3-1 led的簡單串聯(lián)形式（2）并聯(lián)形式（如圖3-2）并聯(lián)方式中的ledled首尾并聯(lián)，工作時每個led上承受的電壓相等。由led的特性可見，其屬于電流型器件，加在led上電壓的微小變化，都將引起電流的較大變化。此外由于受到led制造技術(shù)的限制，即使是同一批次的led,其性能上的差異也是固有存在的，因此ledled工作時，流過每個led的電流是不相等的。由此可見，每個led電流分

22、配的不均可能使電流過大的led壽命銳減，甚至燒壞。這種連接方式雖然較為簡單，但是可靠性并不高，特別是對于led數(shù)量較多情況下的應(yīng)用就更容易造成使用的故障。 圖3-2 led的簡單的并聯(lián)形式（3）混聯(lián)形式先串后并的混聯(lián)形式（如圖3-3）當(dāng)應(yīng)用的led數(shù)量較多時，簡單的串聯(lián)或者并聯(lián)都不現(xiàn)實，因為前者要求驅(qū)動器輸出很高的電壓，后者要求驅(qū)動器輸出很大的電流。這給驅(qū)動器的設(shè)計和制造都帶來困難，并且還牽涉到驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)問題和總體的效率問題。采用先串后并的混聯(lián)方式主要是既保證有一定的可靠性，又保證與驅(qū)動電路的匹配，比單純的串聯(lián)形式提高了可靠性。整個電路具有結(jié)構(gòu)較為簡單、連接方便、效率較高等特點，適用于le

23、d數(shù)量多的應(yīng)用場合9。圖3-3 先串后并的混聯(lián)形式先并后串的混聯(lián)形式（如圖3-4）由ledled先并聯(lián)連接，提高了每組led故障下的可靠性，但是由此一來每組并聯(lián)led的均流問題就至關(guān)重要。為此，可以通過配對挑選，將工作電壓和電流盡量相同的led作為并聯(lián)的一組，或者給每個led串接小的均流電阻來解決。這種混聯(lián)形式具有其他特點和存在的問題，與先串后并連接形式相類似。圖3-4先并后串的混聯(lián)形式（4）交叉陣列形式（如圖3-5）交叉陣列形式主要是為了提高led工作的可靠性，降低故障率。主要結(jié)構(gòu)形式是：每串以3個led為一組，分別接入驅(qū)動器輸出的、輸出端。當(dāng)一串中的3個led都正常時，3個led同時發(fā)光；

24、一旦其中一個或者兩個led失效開路時，可以保證至少有一個led正常工作。這樣一來就能夠大大提高每組led發(fā)光的可靠性，也就可以提高整個led發(fā)光的總體可靠性。圖3-5 led交叉陣列形式3.3 led的驅(qū)動方式10led的驅(qū)動方式一般使用恒定電流源和恒定電壓源進行控制。（1）led的恒定電流源驅(qū)動：led的亮度強弱是以電流流過led芯片的大小來決定的。一般小功率的led工作電流都是20ma，要根據(jù)led的伏安特性來確定。當(dāng)輸入電流為1520ma時，對led的亮度影響不明顯。一般情況下，在選擇恒定電流驅(qū)動時，不一定要選擇最大的20ma；選擇1718ma的驅(qū)動，將會有效延長led的壽命。如圖3-6

25、所示，供應(yīng)20ma的范圍內(nèi)波動，如果設(shè)置在20ma，波動時就可能會在20ma，波動時就可能會大于20ma，這對led的工作效率和壽命都有影響。所以設(shè)置在1718ma時，不會對亮度產(chǎn)生影響，而且對提高led的工作效率與壽命很有好處。20mavrd1d2d3圖3-6 led的恒流驅(qū)動（串聯(lián)）如圖3-7所示，供應(yīng)恒定電流60ma，但通過、的電流都不是恒定電流，要根據(jù)三只led的正向電壓和伏安特性來判斷具體的電流大小。如果經(jīng)過挑選測試，三只led的伏安特性一樣，那么有可能保證每只led的通過電流都是20 ma。但如果伏安特性不一樣，就可能在工作一段時間后，流經(jīng)各led的電流差異越來越大，最終導(dǎo)致led

26、連續(xù)損壞。所以采用恒定電流驅(qū)動的時候，多個led串聯(lián)排列有利于利用。d1d2d3圖3-7 led的恒源驅(qū)動（并聯(lián)）（2）led的恒定電壓源驅(qū)動：led的恒定電壓源串聯(lián)驅(qū)動如圖3-8所示。d3d1d2vccr圖3-8 led的恒定電壓源串聯(lián)驅(qū)動（圖3.6-3.9是彩色貼圖,盡可能不用,自己畫,或是取消用文字來描述）選用恒定電壓源驅(qū)動時，是一個恒定值，但是當(dāng)、通電工作時，剛開始、的正向電壓均會下降，每只大約下降0.20.3v。如果不串聯(lián)一個電阻，三個led電壓將下降0.9v，這會使流過led的電流增大，超出20ma。這時led的pn結(jié)發(fā)熱，溫度升高，會使發(fā)光效率和使用壽命受影響。在串聯(lián)一個電阻r之

27、后，電流變大，電阻r兩端的壓降也會增大，可以控制電流不會增大過多，以確保不會因為電流無限增大而使led溫度升高并損壞。這個保護電阻的大小由式（3.1）決定： (3.1)如圖3-9所示，是恒定電壓源，三只led（、）分別與并聯(lián)。根據(jù)三只led的伏安特性，選定、，這三個電阻的阻值由式（3.2）求出： (3.2)式中， 為的正向電壓；為的正向電流。如果正向電流選定為20ma，正向電壓為3v，那么=20ma，就可以求出，其他的電阻和也可以根據(jù)這個公式求得。r2r1r3d1d2d3vcc圖3-9 led的恒定電壓源并聯(lián)驅(qū)動4 電荷泵驅(qū)動led的幾種典型電路114.1 ltc3202電荷泵驅(qū)動白光led的

28、電路ltc3202是凌特（linear technology）公司生產(chǎn)的不需要門控振蕩器的電荷泵，圖4-1示出了用鋰離子電池供電、采用ltc3202電荷泵驅(qū)動白光led的電路。為了克服噪聲問題，ltc3202采用了線性調(diào)控技術(shù)，確保轉(zhuǎn)換電容的充電電量和放電電量正好滿足負載電流的需要，使它們在每個時鐘周期內(nèi)都能保持一個常量，從而確保它們無法產(chǎn)生音頻分量。圖4-1 鋰電子電池供電的白光led驅(qū)動4.2 max1910/max1912電荷泵驅(qū)動白光led的電路led供電電源的目標是提供一個足夠高的輸出電壓，并且在并聯(lián)連接的led上加載同樣的電流。如果并聯(lián)配置的所有l(wèi)ed具有一致的電流，那么所有的le

29、d將會具有相同的色彩坐標。maxim公司提供的帶有電流控制的電荷泵max1912可以實現(xiàn)這一目標。 早期的電荷泵只是簡單地將輸入電壓倍壓，而新開發(fā)的電荷泵的性能進一步完善，并具有更高的效率。專為驅(qū)動led設(shè)計的電荷泵可以把輸入電壓提升到剛好使led工作的電平。連接到set引腳的電阻器網(wǎng)絡(luò)保證在所有l(wèi)ed中有相同的電流。內(nèi)部電路使set端的電壓保持在200mv，所以，流經(jīng)任何led的電流可用下式計算： max1912的輸出電流可達60ma，可以同時并聯(lián)驅(qū)動3只以上的led。采用max1910/max1912電荷泵驅(qū)動白光led的電路如圖4-2所示。圖4-2 max1910/max1912電荷泵驅(qū)

30、動白光led的電路max1910/max1912內(nèi)部包括電荷泵和電流控制電路，電荷泵為白光led提供足夠的驅(qū)動電壓，而電流控制電路通過給每只led加載同樣的電流來確保led發(fā)出均勻的白光。4.3 lm3354/lm2792電荷泵驅(qū)動白光led的電路美國國家半導(dǎo)體公司開發(fā)了許多用來驅(qū)動白光led的解決方案，其中包括交換式電容變換器方案和采用電感器的交換式穩(wěn)壓器方案。采用具有穩(wěn)壓輸出功能的lm3354電荷泵驅(qū)動白光led的電源解決方案如圖4-3所示，該電路可以輸出4.1v的穩(wěn)定電壓。圖4-3 采用lm3354驅(qū)動白光led的電源lm3354電荷泵的電源電壓范圍為2.55.5v，輸出電壓有一系列標稱

31、值可供選擇。用作白光led驅(qū)動器時，可選用的標稱輸出電壓為4.1v。lm3354電荷泵的開關(guān)工作頻率為1mhz，可以采用容量較小的開關(guān)電容器，其最大輸出電流為90ma，帶有片內(nèi)過熱保護電路，靜態(tài)與關(guān)態(tài)電流分別為475與5?？刂苐ed亮度的脈寬調(diào)制信號可由lm3354電荷泵的關(guān)斷控制（）端輸入，其重復(fù)頻率應(yīng)在60hz以上，以免led產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象；但也不宜超過200hz，以保證開關(guān)電容器具有足夠的放電時間。圖4-4所示的電路能在4.1v的輸出電壓下提供90ma的電流。這個電路驅(qū)動led的數(shù)量，要根據(jù)每一只led所需電流的大小而定。每一只led的電流可按下式計算： (4.1)式中：代表所選用led的

32、正向壓降。由于所有l(wèi)ed均以并聯(lián)方式連接一起，因此各只led的電流不盡相同。每只led的電流能否相同取決于led的正向壓降是否相同。圖1所示電路的體積小巧，在單節(jié)鋰離子電池的電壓范圍內(nèi)仍可取得約70%的平均效率（這里是指驅(qū)動led的實際效率，因為限流電阻會消耗部分功率）。圖4-4所示電路最適用于需要110只led并要求具有亮度控制功能的情況，該電路不但成本低廉，而且可確保能發(fā)揮極高效率。但這個解決方案的缺點是由于流經(jīng)不同led的電流各自不同，而使顯示屏的亮度不均勻。另一種驅(qū)動led的可行解決方案是采用交換工電容變換器。只要采用交換式電容升壓電路驅(qū)動電源，便可將電流加以穩(wěn)定。圖2所示為采用交換式

33、電容變換器lm2792驅(qū)動led的電路。圖4-4 采用lm2729驅(qū)動led的電路圖4-4所示電路采用交換式電容倍壓電路驅(qū)動電源，可驅(qū)動一至兩只led，驅(qū)動電流的總流量最高可達32ma。若只驅(qū)動兩只led，便可為每一只led提供16ma的驅(qū)動電流。系統(tǒng)設(shè)計中可利用rset電阻及brgt管腳設(shè)定電流值。由于采用同一電源，因此驅(qū)動led的電流能夠保持一致，其誤差不會超過1%。圖2所示電路的缺點是電源效率比較低。這個解決方案有兩種方法控制led的亮度：（1）將1001000hz pwm信號加在停機管腳上，但也可將仿真電壓加在brgt管腳上，以便控制亮度時可以有更理想的線性。（2）由于brgt管腳可以

34、利用任何形狀的連續(xù)性仿真波形控制led的亮度，因此可以實現(xiàn)多種不同的光暗模式及效果。在需要驅(qū)動4只led時，可以采用lm2794或lm2795兩種型號的芯片。lm2794和lm2795的電路結(jié)構(gòu)與lm2792大致相同，功能上并無區(qū)別，但由于晶體管上的壓降較小，因此有助于提高電源效率。圖4-5示出了lm2794、lm2795和lm2792的效率曲線。lm2794和lm2795可驅(qū)動4只led，總的驅(qū)動電流可達60ma。lm2794和lm2795也無需加設(shè)lm2792電路（見圖4-4）中的二極管vd。lm2794與lm2795之間的區(qū)別是lm2794與lm2795的停機管腳各有不同的極性，這個特點

35、使系統(tǒng)設(shè)計更為簡便。圖4-5 lm2794、lm2795和lm2792的效率曲線 交換式電容變換器最適用于驅(qū)動14只led的電路，采用該解決方案的電路具有功能完善、體積小、成本低、led電流能準確地保持一致等特點。4.4 cat3200/cat3200-5 電荷泵驅(qū)動白光led的電路cat3200和cat3200-5是開關(guān)電容升壓變換器，它輸出低噪聲的可調(diào)電壓。cat3200-5的輸出電壓固定為5v。cat3200使用外部電阻，輸出電壓可調(diào)。頻率固定為2mhz的電荷泵允許使用1f的小型陶瓷電容，較寬的輸入電源電壓范圍（2.74.5v）可支持高達100ma的最大輸出負載。關(guān)斷控制輸入功能允許器件進入關(guān)閉模式，而使電源電流降至1a以下。在短路或過載條件下，器件受到折返電流上限保護和過熱保護。