利用BCD白光LED驅動器解決方案

隨著像手機，PDA、DSC、GPS等數碼及便攜式產品的迅猛發展，以及液晶顯示器的制造技術的日臻完善。彩色的LCD顯示屏越來越成為數碼及便攜式產品的重要部件。彩屏的手機，PDA等也越來越受人們的喜歡和青睞。彩色LCD顯示屏要盡顯色彩則需要用白色光作為背光。小型彩色LCD顯示屏采用白色的LED作背光源是最理想的，這是由于它有電路簡單，占空間小，效率高，價格低及壽命長的特點。而白色LED的正向壓降VF比一般的有色LED高，VF=3∽4V。白色LED背光電源一般有數個白色的LED組成，如手機，數碼相機一般僅需2到4個白色LED，而PDA則根據其顯示屏的面積，需要3到6個。對背光源的要求是：要滿足背光的亮度要求并且亮度均勻(不允許有某一部分較亮，另一部分較暗的情況)，亮度可以方便的調節。然而便攜式電子產品（如PDA，GPS，數碼相機，新一代手機等）的電池電壓一般低于3-4.2V，因此需要一個升壓式電源來驅動白色LED。

白色LED驅動器基本上有兩種驅動方式：
1) 采用升壓式電荷泵驅動電路，由于它的輸出電壓小于兩倍的輸入電壓（一般輸出電壓+5V），所以它驅動LED的方式是并聯的，如圖1-a所示；

2) 采用升壓式DC/DC變換器電路來驅動，由于它的輸出電壓從13V到28V（甚至更高），因此它驅動LED的方式是串聯的，如圖1-b所示。采用串聯方式使流過每一個LED的電流都一樣。則發光的均勻性好；而采用并聯方式受正向壓降VF的離散性的影響，在定壓供電時容易造成每個LED的電流不等而造成發光的均勻性差。雖然可以采用調節限流電阻來調節亮度。但這十分麻煩。有些廠家開發了驅動并聯的LED的IC，由于IC內有控制各并聯的LED間電流均恒。能滿足LED亮度均勻的要求。但由于IC電路復雜，成本較高。

1-a 并聯LED驅動

1-b 串聯 LED 驅動

隨著便攜式有彩色LCD顯示屏的產品的發展及產量的猛增，使新型白色LED驅動器如雨后春筍般上市。品種之多及數量之大使白色LED驅動器已形成電源IC中的一個重要分支。現在便攜式產品也越來越便宜，竟爭越來越激烈。因此對于手機，PDA，DSC等廠家來，Cost down的壓力也較大。因此BCD公司應市場的需求，近來推出了一種低成本，高性能，恒流的，串聯型的升壓式的白光LED驅動器-AP3008。從功能、性能上能滿足LCD背光均勻等要求，從價格上能滿足客戶低成本的要求。是目前白色LED驅動器中性價比較高的產品。

串聯LED的特點是每一個LED的電流ILED都是一樣的，因此采用高質量的，同一批號的LED時，其發光是較均勻的。這里以BCD公司2005年8月份推出的AP3008為例來說明其工作原理。并介紹其應用電路。

圖 2 AP3008 內部結構框圖???

AP3008的內部結構框圖如圖2所示。AP3008為電流模式的升壓式DC-DC變換器。它由1.25V的基準，誤差放大器，1.2MHZ振蕩器和斜波發生器，電流取樣放大電路，PWM比較器，R/S觸發器，輸出驅動及功率開關管，過壓保護（OVP）等組成。

AP3008內置了欠壓鎖定（UVLO）電路，使電路工作更可靠。具有寬的工作電壓范圍。最低工作電壓可至2.5V，最高工作電壓可至15V。

AP3008內置了誤差放大器頻率補償網絡，電流環路的斜率補償電路，使電路工作更穩定，外圍器件更少，用戶使用非常方便。

過壓保護（OVP）電路檢測PWM脈沖輸出的峰值電壓。當PWM脈沖的峰值電壓高于內部設置的閥值電壓時，過壓保護(OVP)電路動作并使PWM開關電路 Shutdown。若使電路重新工作，可在Shutdown pin或Vin pin施加由低到高的信號即可。這種通過IC內部監測PWM脈沖的峰值電壓來達到OVP保護的方法優于外部回授輸出電壓跟IC內部設定值比較的方法。內置 OVP功能不僅可少布一條回授線。還可確保反饋信號免受干擾。

誤差放大器同相端參考電壓為95mv，可有效地減小LED電流取樣電阻的損耗，提高輸出效率。

流過LED的電流ILED與檢測電流電阻R1及基準電壓95mv有關。它們的關系式是：
ILED=95mv/R1

ILED的電流大小一般為5 ∽ 20mA，相應的電阻R1為19∽4.7Ω。

這里特別要提出的是它的基準電壓不是直接采用1.25V，而是經電阻分壓后取其95mv，這是一種減少損耗的措施。由圖1-b可看出流過LED的電流 ILEDX95mv是電阻上的損耗（R1上的反饋電壓為95mv），由1.25v減少到95mv(差了13倍)，即在R1上的損耗上減小了13倍。提高了轉換效率。

另由于AP3008采用的高頻36V Bipoler工藝，在耐壓上遠高于一些CMOS工藝制程制成的升壓DC/DC變換器。

圖 3

圖 4?

AP3008的應用電路如圖3所示。該電路的一個特點是在輸入3.2V時，它可以驅動4個白色LED，輸出電流最大可達20mA；在輸入5V時，它可以驅動6個白色LED，輸出電流最大可達20mA，其轉換效率如圖4所示，在ILED=15mA時，效率可達83%。

減小占用印制版空間的措施

新型便攜式電子產品要求尺寸小，輕而薄，由白色LED驅動器組成的背光電路也要滿足這些要求，AP3008在設計上采用提高振蕩器頻率到1.2MHZ，使電感器可以采用1mm低剖面高度的貼片式元件，輸入電容，輸出電容可分別采用1uF和0.22uF的電容;另該產品采用 SOT23-5和TSOT23-5封裝，可使IC的高度小于1.1mm和0.9mm;可使AP 3008升壓電路所占空間和PCB板面積大大減小。

BCD是一家專注于設計、生產、銷售電源管理芯片的模擬集成電路公司。我們寬廣的電源管理芯片產品類別主要針對快速增長、高量的市場而設計，例如手機、便攜式媒體播放器、液晶電視及顯示器、個人電腦、適配器、充電器以及其他電子產品。BCD是以大中華地區為基地，具領先地位的模擬集成電路IDM企業之一。作為一家IDM企業，我們將產品設計及技術實施整合起來優化產品性價比。我們并向客戶提供合乎其質量、性能和可靠性各方面需求的系統解決方案。我們以大中華地區為基地的運營讓我們鄰近亞洲地區快速增長的電子產業，使我們的產品開發能夠與客戶和市場的趨勢同步，并能夠為客戶提供及時有效的技術支持。