LED在手機的LCD背光中的廣泛應用已經有若干年了。如今其應用正擴展到大面積的LCD應用，包括袖珍PC、汽車導航GPS、數字相框、可攜式DVD乃至筆記型計算機。LED也正開始取代家用的、汽車和其它通用光源的傳統白熾燈和鹵素光源。這一趨勢背后的驅動力是技術的快速進步，包括LED更亮，效率更高，價格更具競爭能力。實際上使用LED的理由很簡單，就是它們具有高可靠性和更長的壽命，在不需要更換的地方為終端用戶提供免維護的產品。
　　為了在LCD應用中提供均勻的背光，幾個白色LED通常沿著LCD的一個邊安裝。LED的數量正比于LCD的尺寸。對于中等尺寸(7-10英吋)，通常共使用20-40個LED。這些LED通常被連接成平行的3個或更多的LED串。為了減少連接點，許多LCD只提供一個2端接口。這里，所有的LED串必須在內部平行連接，然后連接到一個單電源上。
　　驅動類型
　　為了在中等LCD尺寸的應用中獲得所期望的亮度，要求驅動器在所有的工作條件下能夠為LED提供一個可調整的電流。通常，采用兩種LED驅動技術：即容性電荷泵和基于電感的交換式穩壓器。本文將集中討論能夠為LED提供1-6W功率的電感式轉換器LED驅動電路。
　　電荷泵型LED驅動如今在手機和其它小尺寸的LCD背光應用中普遍使用，原因在于它們的高亮度、低成本和實現容易。電荷泵所需要的外部零組件只有3只或4只電容，且沒有電感。不過，其輸出功率有限。
　　雖然一些大功率快閃型LED電荷泵能夠提供高達2W的功率，其輸出電壓最大只能到6V，因此無法驅動2只以上串聯的LED。電荷泵中的通道數量(通常為6個)決定了LED的數量。由于更多的通道意味著需要更多的接腳和更大的封裝，因此電荷泵限制了在中等尺寸面板中的應用。
　　LED正向電壓(VF)，LED電流以及電源電壓范圍的不同組合，決定了所需的電感型轉換LED驅動器的類型，LED VF隨著電流、溫度和LED型號的不同而變化。出現在最低溫度時的最大VF是選擇LED驅動電路結構的關鍵參數，通常是在線性結構、降壓或升壓結構中進行選擇。本文中假定最大VF為3.8V。
　　當選擇LED驅動IC時，關鍵參數包括開關電流極限、最大輸出電壓，以及需要保護開路LED條件所需的過壓保護閾值等。像電感和電容這類外部零組件也需要仔細選擇。
　　應用實例
　　以8英吋的LCD模塊為例，包括總共9串(每串3只)白色LED組成的背光。LED串的總電壓(LED的VF為3.3V)通常為10V(3×3.3V)。每只LED的電流為20mA，則總驅動電流為180mA(9×20)，LED總功耗為1.8W。用一個AC電源配接器提供一個5V電源。一個基于電感的LED驅動器非常適用于該應用。

　　首先計算處理2W的負載需要多大的開關電流。假定效率為80%，輸入電流等于Vout×Iout/Vin×效率=10×0.18/5×0.8=450mA。CAT4139電感型升壓LED驅動器具有750mA(最小值)的驅動能力，故很適合于該應用。
　　電感的電流額定值應該能夠處理LED驅動峰值開關電流且不進入飽和。一旦出現飽和，就會出現電流突波，因為此時電感的功能便成了一只電阻，電路不再按照預期工作。合適的電感額定電流應該大于等于80mA。
　　工作期間LED的最大輸出電壓應該低于額定最大輸出電壓。由于3只LED串聯，在冷溫下，總正向電壓可能高達11.4V(3×3.8V)。24V的開路LED檢測閾值遠高于其極限值。如果LED斷開，輸出電壓將會上升并保持在30V，此時組件處于低功率模式，從電源吸納的電流僅有幾毫安。30V額定輸出電壓的電容是合適的。
　　現在考慮由12V電源供電的一只6W LED燈。可以用6只高亮度白色LED串聯連接來實現，用一個300mA的固定電流來驅動，典型的正向電壓為3.3V。
　　LED串的電壓通常為20V，在冷溫將會增加到23V(6×3.8V)。該電壓對于CAT4139這類組件過高。一體電感公司需要利用向CAT4240這類具有更高電壓的升壓型LED驅動器來驅動負載。CAT4240升壓LED驅動器的過壓檢測閾值為40V，適用于串聯燈數高達10只的LED串。
　　選用降壓型開關電源
　　當電源電壓高于總LED正向電壓時，可以選用一個線性電流源或者開關降壓穩壓器來為LED提供恒流。不過線性電流源有一個缺陷，即耗散在穩壓器中的功耗正比于電源到負載的電壓差。開關電源的效率較高，能夠避免任何較大的熱量耗散在IC上，且工作溫度接近或者略為高于環境溫度。
　　圖2說明了如何利用CAT4201從一個24V電源來驅動5只1W的LED。LED電流由外部電阻R1來設定。CAT4201降壓LED驅動器利用兩階段開關作業來提供精確的平均電流。在第一階段，位于內部的CAT4201 FET開關將SW端連接到地，使電流上升并對電感充電。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠

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