标准和白光LED的基础知识与驱动(二)

文章摘要：许多便携式或采用电池供电的设备使用白光LED作为背光。 特别是PDA彩色显示器需要白色背景光，以恢复所希望的色彩，恢复色彩要与原物很接近。未来的3G手机支持图片和视频数据，这也需要白色背光。 数码照相机、MP3播放器和其它视频、音频设备也包括需要白色背光的显示器。 在绝大多数应用中，单个白光LED是不够的，需要同时驱动几个LED。 必须采用特定的操作，以确保它们的强度和色彩一致，即使是在电池放电或其它条件变化时。 图7给出了一组随机挑选的白光LED的电流-电压曲线。在这些LED上加载3.3V电压(上端虚线)会产生2mA至5mA范围的正向电流，导致不同亮度的白光。 该区域中(如图5所示)Y坐标变

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许多便携式或采用电池供电的设备使用白光LED作为背光。

特别是PDA彩色显示器需要白色背景光，以恢复所希望的色彩，恢复色彩要与原物很接近。未来的3G手机支持图片和视频数据，这也需要白色背光。

数码照相机、MP3播放器和其它视频、音频设备也包括需要白色背光的显示器。

在绝大多数应用中，单个白光LED是不够的，需要同时驱动几个LED。

必须采用特定的操作，以确保它们的强度和色彩一致，即使是在电池放电或其它条件变化时。

图7给出了一组随机挑选的白光LED的电流-电压曲线。在这些LED上加载3.3V电压(上端虚线)会产生2mA至5mA范围的正向电流，导致不同亮度的白光。

该区域中(如图5所示)Y坐标变化很剧烈，会导致显示色彩的不真实。

同样，LED也具有不同的光强，这会产生不均匀的亮度。

另外一个问题是所需的最小供电电压，LED要求高于3V的电压驱动，若低于该电压，几个LED可能会完全变暗。

图7：曲线显示了不同白光LED的电流-电压特性之间的相当大的差异，甚至是从同一产品批次中随机挑选的LED，因此用恒定的3.3V驱动这样几个并联的LED会导致不同亮度的白光(上虚线)。

锂电池在完全充满电时可以提供4.2V的输出电压，在很短的一段工作时间内会下降到标称的3.5V。由于电池放电，其输出电压会进一步下降到3.0V。如果白光LED直接由电池驱动，如图3所示，则会产生如下问题：

首先，当电池充满电时，所有的二极管都被点亮，但会具有不同的光强和色彩。当电池电压下降至其标称电压时，光强减弱，并且白光间的差异变得更大。因此，设计人员必须考虑电池电压和二极管正向电压的数值，而需要计算串联电阻的阻值。(随着电池彻底放电，部分LED将会完全熄灭。)

带有电流控制的电荷泵

LED供电电源的目标是提供一个足够高的输出电压，并且在并联连接的LED上加载同样的电流。注意(如图5所示)，如果并联配置的所有LED具有一致的电流，那么所有的LED将会具有相同的色彩坐标。Maxim提供带有电流控制的电荷泵，以实现这一目标(MAX1912)。

图8所示的三个并联的LED，电荷泵具有较大量程，可以提高输入电压至1.5倍。早期的电荷泵只能简单的使输入电压倍压，而新的技术则提供了更好的效率。将输入电压升高至恰好可以驱动LED工作的电平。连接至SET(10引脚)的电阻网络保证所有LED的电流一致。内部电路保持SET电平在200mV，这样就可以计算出流经每个LED的电流ILED=200mV/10=20mA。

如果某些二极管需要较低的电流，可以同时并联驱动3个以上的LED，MAX1912的输出电流可达60mA。进一步的应用和图表可以参考MAX1912数据资料。

图8：IC内部包括电荷泵和电流控制，电荷泵为白光LED提供足够的驱动电压，而电流控制通过给每个LED加载同样的电流来确保均匀的白光。

简单电流控制

如果系统提供高于二极管正向导通电压的电平，白光LED可以很容易的被驱动。例如，数码照相机通常包括一个 5V供电电源。如果那样的话，就不需要升压功能，因为供电电压足以驱动LED。对于图8所示电路，应该选择一个匹配的电流源。比如，MAX1916可以同时驱动3个并联的LED(如图9所示)。

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