白色LED的高效驅(qū)動器

為了滿足這一需要，安森美半導(dǎo)體開發(fā)了一系列白色LED應(yīng)用產(chǎn)品。在這個系列中，NCP5007是基于升壓的結(jié)構(gòu)，負(fù)載電流由所示的模擬反饋環(huán)監(jiān)控和穩(wěn)定。

最大22V的輸出可以供五個LED串聯(lián)使用。因此，幾乎所有類型的便攜式背光系統(tǒng)可以由此芯片供電。

流進(jìn)二極管的平均電流根據(jù)式1由電阻R1穩(wěn)定：

　　Vref電壓在內(nèi)部設(shè)為達(dá)至200mV，這個較低的值能減少檢測電阻的損耗，并且盡可能的節(jié)約電池能量。亮度可以用加到引腳3的數(shù)字控制( EN 信號)， 或通過連接到FB，引腳1網(wǎng)絡(luò)的外部PWM 信號調(diào)節(jié)。在這種情況下需作進(jìn)一步的工程，以便正確設(shè)置反饋網(wǎng)絡(luò)和PWM信號提供的調(diào)制 。NCP5007 數(shù)據(jù)表提供了這種工作模式的細(xì)節(jié)。

　　電感計算

　　除了硅芯片以外，直流-直流轉(zhuǎn)換器的效率還取決于所選的電感，以處理給定電池電壓范圍的功率。這種元件的ESR大大影響了轉(zhuǎn)換器的工作和效率，尤其是在低輸入電壓電源時。

直流-直流轉(zhuǎn)換器有兩個工作周期

-周期#1 :時間 t1 = 導(dǎo)通時間，能量在電感中積累

-周期#2 :時間 t2= 斷開時間，能量傳輸?shù)截?fù)載

電感值根據(jù)工作周期、集成電路參數(shù)、負(fù)載和電源條件進(jìn)行計算。

流進(jìn)電感的峰值電流由NCP5007 數(shù)據(jù)表規(guī)定：

-Ipeak : 最大峰值電流，內(nèi)部限制為350 mA。

-Iv : 由時間t2限定的谷值極限，內(nèi)部設(shè)置在320 ns。

首次起動

正常工作

在正常工作情況下，芯片以連續(xù)模式工作，如圖2所示。根據(jù)式2，并且假設(shè)在最差情況下仍為連續(xù)模式，可以導(dǎo)出電感值如式3所示為：

其中：

- Vo : 最大輸出電壓

- Vbat : 輸入電壓電源

- Vf : 外部二極管正向電壓

- t2 : OFF開斷時間

- dI : 電感電流變化

實例 : 假設(shè)一個3.6V的典型電池，最小為2.90V，五個LED二極管串聯(lián)，10 mA 的平均電流供電：

mH

但是，必須注意到集成電路的彌散，特別是時間 t2 / OFF 和峰值電流電平?？紤]了這些參數(shù)，那么：

mH

選擇22μH的最接近規(guī)范化值以確保在電路參數(shù)完全彌散下能工作。而且，磁芯需要電流Isat高于瞬態(tài)產(chǎn)生的峰值電流。

另一方面，必須考慮電感的串聯(lián)電阻ESR ，以在低電池電壓時工作。此外，這樣的ESR值會影響轉(zhuǎn)換器的通用效率。串聯(lián)電阻產(chǎn)生的電壓降將從電池電源電壓中扣除，從而減小了轉(zhuǎn)換器可以使用的總能量。實際上，推薦使用ESR小于 1 W.的電感?；谝陨系睦?，種類 744042-220, WE-TPC/M或744500-220/F滿足限制條件。種類744031-220/S可以選用，但可能出現(xiàn)飽和電流臨界的情況。

印刷電路板(PCB)布局

在設(shè)計時，包括PCB布局中，必須考慮此類轉(zhuǎn)換器中產(chǎn)生的較大的瞬變，以把輻射電磁場和耦合到周圍信號的噪聲減到最低

必須確保引腳1 ( FB ) 不受流進(jìn)接地返回引腳2的噪聲干擾。實際上，引腳1直接連到用于調(diào)節(jié)環(huán)路的內(nèi)部運算放大器上，此引腳上存在的任何噪聲會產(chǎn)生誤差電壓，造成負(fù)載電流的不穩(wěn)定。

而且，必須使用低ESR的陶瓷電容 (或者等效產(chǎn)品)，以避免瞬變中產(chǎn)生大的過壓脈沖尖峰。特別是不能使用廉價的電解電容器，強(qiáng)烈建議選擇陶瓷電容器或其它具有期望的低串聯(lián)電阻的電容器。