可調充電泵解決LED節(jié)能驅動問題

　　白光LED節(jié)能燈現(xiàn)已遍及應用于手持裝備（如手機）上作為彩色LCD屏的背光以及鍵盤燈。彩色LED節(jié)能燈是向用戶陳訴來電和電池充電情況的良好指示器。LED節(jié)能燈的亮度與通過電流成正比，而且電壓必須充足高以使它們導通。如今最盛行的電池是鋰電池，其電壓通常為3.6V左右，但隨著電池放電，電壓會降落。基于這些緣故起因，LED節(jié)能燈不能直接用這種電池供電，還必要一個可調升壓轉換器。可調充電泵管理方案非常盛行，特殊是在總輸出電流低于100mA的簡單和低本錢應用中。

　　1 差別電流驅動差別LED節(jié)能燈

　　輸出可調充電泵，如Catalyst公司的CAT3200-5，是抱負的LED節(jié)能燈驅動器之一，能在實現(xiàn)5V穩(wěn)壓輸出的同時提供最高達100mA的負載電流。用于LCD背光的白光LED節(jié)能燈的電流通常為20mA，此時正向電壓VF約為3.4V。每個LED節(jié)能燈上的電流通過串聯(lián)電阻來設置，該電阻也稱為鎮(zhèn)流電阻（見圖1）。這種結構容許在LED節(jié)能燈上并行地通過差別電流。較大的電阻值意味著LED節(jié)能燈上較小的電流。可用公式1來很好地近似得出LED節(jié)能燈上的電流（忽略互連消耗）。

　　公式1：VOUT=VF+（LED節(jié)能燈電流×RS）

　　此中，VF是LED節(jié)能燈的正向電壓，RS是串聯(lián)電阻。

　　輸出電壓VOUT穩(wěn)固在5V，思量到當正向電壓VF為3.4V時LED節(jié)能燈上的電流為20mA，則RS=（5V-3.4V）/20mA，即80歐姆。在這個例子中，接納了3個白光LED節(jié)能燈作為體現(xiàn)屏的背光，2個彩色LED節(jié)能燈（分別是赤色和藍色）作為指示器。每個彩色LED節(jié)能燈具有差別的正向電壓特性。赤色LED節(jié)能燈的正向電壓很低，通過20mA的電流時電壓通常為2.8V。由于指示器LED節(jié)能燈不消于照明，以是其電流比背光LED節(jié)能燈更小。

　　CAT3200-5充電泵是一種倍壓器，只必要一個大電容作為積貯容器，將電荷從輸入轉移到輸出。這里保舉利用1μF的陶瓷電容。所需的全部外部元件就是別的兩個1μF電容，分別置于輸入和輸出管腳。

　　市場上還存在別的的LED節(jié)能燈價格驅動器實現(xiàn)方案，如電感升壓或電流控制的充電泵。電感升壓驅動器接納一個電感將輸入電壓升高以驅動幾個串聯(lián)的LED節(jié)能燈，它的優(yōu)點是能在這些LED節(jié)能燈上提供雷同的電流，但這種結構不得當上述應用實例。另一類LED節(jié)能燈驅動器就是電流控制的充電泵，通過利用片上電流調治器，單獨的LED節(jié)能燈通道可驅動一個LED節(jié)能燈。在這種情況下，LED節(jié)能燈上電流的巨細由外部電阻來設置。在更龐大的驅動器中，通過數(shù)字接口可將它編程到芯片內里去。這種結構的利益是不再必要鎮(zhèn)流電阻了。既然全部LED節(jié)能燈上的電流都是一樣的，以是這種管理方案也不得當我們討論的應用。

　　2 浪涌電流

　　最關鍵的標題常出如今體系上電時。當“使能”輸入管腳的信號從邏輯低向邏輯高轉換時，器件導通并開始向大電容充電。結果在很短時間內輸入電流急劇增大，產(chǎn)生所謂的“浪涌”電流。用來形貌電源管理芯片優(yōu)點的一個指標就是在監(jiān)控輸入電流方面體現(xiàn)怎么樣。高浪涌電流帶來的風險是內部軌電壓（VRAIL）剎時降落并影響體系運行。軌電壓的降落是電源輸出阻抗RS和互連阻抗RINTER的函數(shù)。

　　體系軌電壓的盤算公式為：VRAIL=VBAT－IIN×（RSINTER，

　　此中，VBAT為電池電壓，IIN為輸入電流。舉例來說，若串聯(lián)電阻總和為1.5（，浪涌電流為0.5A，則軌電壓為：VRAIL=3.6V-（0.5A×1.5歐姆）=2.85V。

　　低的電壓卻可導致體系瓦解。一種淘汰電池輸出浪涌電流的要領是增大輸入電容CIN。如許一來，給大電容充電的大部門電流由電容CIN提供，可淘汰浪涌電流。

　　輸入電流波形體現(xiàn)當輸出電壓線性增長到額定5V時輸入電流是漸漸上升的。初始的電流毛刺由于只有很短的2μs連續(xù)時間，以是沒有什么危害，故對輸入電壓的影響很小。

　　可調充電泵為驅動LED節(jié)能燈提供了良好的管理方案，并很容易在PCB板上實現(xiàn)。當選擇這種器件時，必要思量的一些關鍵參數(shù)包羅輸出電流巨細、輸入電壓范疇、上電序次、開關頻率和低噪聲事變性能。