学习单元4 LED驱动电路分析.ppt

4.1 LED驱动器 静态显示驱动电路 4.2 LED与驱动器的匹配 匹配的差异级别包括发光强度和色度。色度决定显示的颜色，大多与执行设计所使用的半导体工艺有关。电气工作条件对色度的影响很小。对于发光强度而言，筛选工艺可测量在给定正向工作电流下发光强度。 1）电路特性 当某一只LED因品质不良而断路时，如果采用稳压式LED驱动方式驱动器的输出电流将减小，但不影响余下的所有LED正常工作。 如果采用恒流式LED驱动方式，由于驱动器的输出电流保持不变，分配在余下的LED中的电流将增大，容易损坏所有的LED。 解决办法是尽量多地并联LED，当断开某一只LED时，分配在余下的LED中的电流不大，不至于影响余下的LED正常工作。 当某一串联支路上有一只LED品质不良而短路时，不管采用稳压式驱动方式还是恒流式驱动方式，该串联支路相当于少了一只LED，通过该串联电路的电流将增大，多表现为断路。 断开一个LED串联支路后，如果采用稳压式驱动方式，驱动器的输出电流将减小，而不影响余下的所有LED正常工作。 4.3 LED与驱动器的匹配 电路中利用两只反向并联的LED对降压后的交流电进行整流。该电路广泛应用在夜光灯、按钮指示灯及一些要求不高的位置指示灯等场合。 新型电荷泵变换器的特点 1)提高输出电流及降低输出电阻 2)减小功耗 3)扩大输入电压范围 4)减小所占印制板的面积 5)输出负电压可调整 电荷泵的选用 转换效率要高。 静态电流要小，可以实现节能运行。 输入电压要低，尽可能利用电池的潜能。 噪声要小，对整体电路无干扰。 功能集成度要高，以提高单位面积的使用效率，便于设计更小型的电子产品。 具有足够的输出调整能力，以使电荷泵不会因工作在满负荷状态下而发热。 电荷泵的封装尺寸要小，这是电子产品的普遍要求。安装成本低，包括电荷泵周边电 路要少占PCB面积，并且走线少而简单。 要具有关闭控制端，可在长时间待机状态下关闭电荷泵，使供电电流消耗近乎为零。 可控恒流源应是实现亮度控制最简单的方案。 LCD背光装置则大多采用PWM电源为LED供电，以避免这一“色偏”问题。 目前多已改用集成恒流源为白光LED供电，可以消除电源电压变动所造成的不利影响。 4.4 典型DC/DC变换电路 4.5 白光LED驱动电路 采用模拟方式调光技术时，只需将白光LED的电流降至最大值的一半，就能让屏幕亮度降低50%。这种方法的缺点是白光LED的色移需要模拟控制信号。 PWM方式调光技术可在减小的电流占空周期内提供完整的电流给白光LED，例如要将亮度降低一半，只需在50%的占空周期内提供完整的电流。 所有专为驱动白光LED而设计的IC都提供恒定电流，其中绝大多数是基于电感或电荷泵的解决方案，这两种解决方案各有其优缺点。 电荷泵解决方案也称为开关电容器解决方案，利用分离电容器将电源从输入端传送至输出端，整个过程不需使用任何电感，所以是受欢迎的解决方案。 电感式驱动电路体积小，效率高，适合为绝大多数便携式电子产品提供更长的电池使用时间。 该电路利用电压源变换器与限流电阻来控制白光LED的电流。 该做法的优点是可以选用多种稳压器，同时只需将稳压器的一端连接到白光LED上； 缺点是由于限流电阻所带来的功率耗损以及白光LED的正向电流没有被精确控制，因此效率不佳。 该电路对于同一生产厂同批次的LED来说匹配精度较高，而对不同生产厂不同批次的LED来说匹配精度较差。 电流的稳定精度与匹配度由每个独立的电流控制器的精度所决定。 采用MAX1570变换器可达到2%的电流精度以及0.3%的电流匹配度。 采用电感升压式变换器来稳定白光LED电流的电路，其中反馈电压可以将电流检测电阻的功率损耗降到最低。 4.6 LED集成驱动电路 （1）主要技术特性 固定高频工作频率为2MHz。 输出电流为lOOmA。 输出电压稳定，CAT3200-5的输出电压固定为5V，CAT3200的输出电压可调。 静态电流的典型值为1.7mA。 输入电压低至2.7V时仍可正常工作。 具有软启动、斜率控制，过热关断保护等功能。 低值的外部电容（1uF）。 关断电流小于lUA，有折返电流上限保护和过热保护。 CAT3200-5采用小型（厚度为Imm）6脚SOT-23封装，CAT3200采用MSOP-8和小型（厚度为0.8mm）TDFN封装。 （1） MAX1576的主要技术特性 驱动多达8个LED。30mA驱动用于背光照明，400mA驱动用于闪光灯。 在整个锂离子电池放电过程中可实现85%的平均效率，LED的电流匹配精度为0.7%。 自适应的lx、1.5x、2x模式切换，灵活的亮度控制。 单线，串行脉冲接口(5%～l00%