驅動(dòng)白色LED的升壓式變換器MAX1848
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摘要：MAX1848以恒流驅動(dòng)白色LED，在峰窩電話(huà)、PDA及其它便攜式電子產(chǎn)品中作背光源。
關(guān)鍵詞：白色LED；可編程軟啟動(dòng)；模擬電壓亮度調節
1 引言
MAX1848是一種由升壓式DC/DC變換器加上恒流電路等組成的白色LED驅動(dòng)器，在便攜式電子產(chǎn)品中作彩色LED的背光源。該器件的主要特點(diǎn)是，對串聯(lián)的白色LED恒流供電，LED的亮度一致性好；轉換率高，典型值為87％；可用模擬電壓來(lái)調節LED的亮度，并可用電平來(lái)控制LED的亮、滅；內部有高壓MOSFET作開(kāi)關(guān)管，輸出功率可達0.8W；振蕩器頻率1.2MHz，其電感器及電容器可采用小容量、小尺寸元件，減小印制板的面積；工作電壓2.6V到5.5V；靜態(tài)電流1mA；輸出電壓可達13V，并有過(guò)壓保護；有可編程的軟啟動(dòng)功能，可防止啟動(dòng)時(shí)大的沖擊電流；有關(guān)閉控制，在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)空耗小于0.3μA；小尺寸SOT-23封裝；工作溫度－40℃～＋85℃。該器件組成的背光源主要應用于手機及智能電話(huà)，PDA、無(wú)線(xiàn)手持設備，GPS及便攜式計算機等。
2 基本應用電路
MAX1848的管腳排列如圖1所示，基本應用電路如圖2所示。在圖2中，L1、D1、COUT等組成升壓式DC/DC變換器電路，其負載為串聯(lián)的三個(gè)白色LED。RSENSE為檢測流過(guò)LED的電流，RSENSE上的電壓反饋到CS端（腳7），即反饋的電壓信號與流過(guò)LED的電流成正比，進(jìn)而達到電流穩定的目的。
圖1 MAX1848管腳排列
圖2 MAX1848基本應用電路
COMP端（腳1）為誤差放大器的補償端，外接一個(gè)電容器到地，這電容的容量對軟啟動(dòng)有作用，每0.01μF啟動(dòng)時(shí)間大約為0.833ms。
CTRL端（腳2）為L(cháng)ED亮度調節端，也可控制LED的亮、滅（雙模式制）。當此端加250mV到5.5V或（V＋加2V）時(shí)，將隨電壓變化起調節LED亮度作用；當此端加100mV以下電壓或接地時(shí)，器件被關(guān)閉，LED滅。
2.1 LED電流的設定
流過(guò)LED的電流ILED與CTRL端的電壓、連接在CS端的RSENSE有關(guān)，其關(guān)系式為
ILED=VCTRL/（13.33×RSENSE）
式中：VCTRL為在CTRL端的電壓（250mV到5.5V）或V＋加2V。則在VCTRL最大時(shí)，LED電流最大，LED最亮。
在實(shí)際計算時(shí)，先設定最大的VCTRL值，根據要求的ILED來(lái)確定RSENSE。一般LED的最大電流ILED(max)為15～20mA，則可用下式求出
RSENSE=
例如，ILED(max)=20mA，VCTRL(max)=2V，則RSENSE=7.5Ω。
為減小在RSENSE的損耗，可減小RSENSE。則也可以先設定RSENSE，及根據最大的ILED(max)來(lái)確定所需的VCTRL(max）值。
例如，ILED(max)=20mA，RSENSE=5Ω，則按上式可求得VCTRL(max)=1.33V。
VCTRL電壓可來(lái)自數字/模擬轉換器（DAC）
2.2 元器件的選擇
1）CIN及COUT的選擇
CIN與COUT的選擇并不嚴格，其典型值是CIN=3.3μF，COUT=1μF。適當增加CIN及COUT的容量可減小紋波電壓，但會(huì )增加尺寸及成本。CIN、COUT可選擇貼片式多層陶瓷電容器（X5R介質(zhì)材料），它們有極低的串聯(lián)等效電阻（ESR）及很好的溫度穩定性。
2）CCOMP的選擇
CCOMP的容量與軟啟動(dòng)時(shí)間（tss）有關(guān)，它們的關(guān)系為
tss(max)=CCOMP×
一般可按表1的情況選取。
3）電感器L1的選擇
電感器L1的大小與ILED有關(guān)，可按表1的ILED大小來(lái)選取。
4）D1的選擇
由于D1工作在1.2MHz的高頻，需要采用恢復時(shí)間小及正向壓降小的肖特基二極管。其工作電流ID(rms)與電感器的峰值電流IPEAK及LED的電流ILED有關(guān)，其關(guān)系為
ID(rms)=
可以按表1中的ILED及電感器的IPEAK來(lái)求出ID(rms)，并且要求D1的擊穿電壓大于VOUT。
表1 元器件選擇
| ILED/mA | LED數（每串LED數） | CCOMP/μF | 電感器 | |
|---|---|---|---|---|
| L/μH | IPEAK/mA | |||
| 12 | 3 | 0.22 | 56 | 80 |
| 2 | 0.1 | |||
| 20 | 3 | 0.15 | 33 | 130 |
| 2 | 0.068 | |||
| 40 | 3 | 0.1 | 15 | 260 |
| 2 | 0.047 | |||
| 60 | 3 | 0.068 | 10 | 375 |
| 2 | 0.01 | |||
3 驅動(dòng)更多LED的電路
MAX1814可采用2～3個(gè)分支來(lái)驅動(dòng)更多的LED。圖3是用3個(gè)分支來(lái)驅動(dòng)6個(gè)LED的電路。采用3個(gè)分支（每個(gè)分支2個(gè)LED）比用2個(gè)分支（每個(gè)分支3個(gè)LED）的效率高。每一個(gè)分支的LED數必須相等。
圖3 驅動(dòng)三路LED電路
為保證每個(gè)LED的亮度都差不多，則要求采用的LED必須是同一種型號的，不能采用不同型號的白色LED混用。它會(huì )由于管壓降不同、發(fā)光強度有差別而造成LCD屏幕亮度不均。
4 結語(yǔ)
MAX1848是高效率的升壓型DC/DC轉換器。它以調整電流而非調整電壓的方式為白色LED供電。以用于移動(dòng)電話(huà)和PDA中的背光照明。該產(chǎn)品能激勵兩個(gè)或三個(gè)串聯(lián)形式的白色LED，消除由于不同的電壓閾值而產(chǎn)生的亮度差。
MAX1848轉換器工作輸入電壓在2.6～5.5V之間，可由鋰離子電池直接供電。該器件采用8腳SOT23封裝，內部包含一個(gè)N溝道MOSFET開(kāi)關(guān)，其效率高達87％。輸出電壓高達13V，其輸出電流為60mA，能激勵高達三個(gè)串聯(lián)的LED。其5Ω芯片電阻可用作電阻傳感器，無(wú)須校準就能提供5％的電流公差。其它特性包括一個(gè)來(lái)自DAC的用于亮度數字控制的輸入接口。其指定工作溫度范圍在－40℃～85℃之間。
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