便攜式電子產(chǎn)品是指手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、游戲機(jī)、平板電腦、移動(dòng)DVD(或EVD)等產(chǎn)品,配套的液晶屏尺寸較小,具有電池供電功能。由于在該類產(chǎn)品中,電池的續(xù)航時(shí)間是產(chǎn)品的一項(xiàng)重要參數(shù),因此其液晶屏的背光已大量采用節(jié)能光源----大功率LED,如圖1所示,并配套高效的LED驅(qū)動(dòng)電路。

在通常情況下,3英寸及其以下的LCD的背光需要2-4只高亮度白光LED,5英寸左右的LCD則需要7~9只高亮度白光LED,7英寸左右的LCD則需要約12只高亮度白光LED。同時(shí),在這類電器中還配套有結(jié)構(gòu)完整、工作效率高的LED驅(qū)動(dòng)電路。
一、驅(qū)動(dòng)電路特點(diǎn)
1.多采用恒流驅(qū)動(dòng)方式
若要LED發(fā)光,且流過(guò)預(yù)期的正向電流,則需給LED加上一定的正向電壓,且正向電壓的小幅變化易導(dǎo)致LED電流的大幅變化。如給LED加上恒定的電壓(恒壓)理論上能讓LED的正向電流保持恒定,但實(shí)際由于受溫度、LED內(nèi)芯材料等因素影響,LED的正向電流并不一定能保持穩(wěn)定,這將導(dǎo)致其發(fā)光亮度的不穩(wěn)定。因此,在對(duì)亮度要求較高的場(chǎng)合,不采用恒壓驅(qū)動(dòng)方式,而是采用恒定電流來(lái)驅(qū)動(dòng)LED(恒流驅(qū)動(dòng))。
恒流驅(qū)動(dòng)可消除因正向電壓或溫度等變化所導(dǎo)致的電流變化,從而使LED亮度保持穩(wěn)定。在實(shí)際電路中,每串LED中均串聯(lián)有一只電流檢測(cè)電阻,若要調(diào)節(jié)LED的電流,可通過(guò)改變?cè)撾娏鳈z測(cè)電阻的阻值或電源電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2.多采用PWM調(diào)光方式
許多便攜式LCD背光都需要有限度地調(diào)節(jié)亮度。LED亮度調(diào)節(jié)有模擬和PWM兩種調(diào)光方式:模擬調(diào)光是根據(jù)LED是電流驅(qū)動(dòng)器件,其發(fā)光亮度隨正向電流的增大而增大這一特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,這種方式的控制電路簡(jiǎn)單,但會(huì)出現(xiàn)LED發(fā)光顏色偏移現(xiàn)象,從而影響圖像的觀看效果,因此這一方式實(shí)際使用率并不高;PWM調(diào)光是脈沖控制LED的亮、熄時(shí)間,從而調(diào)節(jié)其平均亮度,為確保使用者看不到LED的亮、熄現(xiàn)象,調(diào)光脈沖的頻率必須高于100Hz。
3.具有過(guò)壓保護(hù)功能
在恒流驅(qū)動(dòng)方式中,無(wú)論負(fù)載如何變化,都可輸出固定的電流。如果負(fù)載增大,則電源輸出電壓有可能會(huì)升高。若驅(qū)動(dòng)電路沒(méi)有過(guò)壓保護(hù)功能的話,那么輸出電壓可能會(huì)超出電路元件的耐壓值,極易導(dǎo)致元器件損壞。
二、代表型驅(qū)動(dòng)芯片簡(jiǎn)介
1,高電壓LED驅(qū)動(dòng)芯片HV9911
HV9911是美國(guó)Supertex公司推出的第二代高電壓LED驅(qū)動(dòng)芯片,采用16PIN SOIC封裝,主要用于汽車(chē)照明和電池驅(qū)動(dòng)LED燈等電路中。
HV9911內(nèi)部集成有一個(gè)閉合環(huán)路的開(kāi)關(guān)模式LED驅(qū)動(dòng)器,一個(gè)負(fù)載調(diào)節(jié)運(yùn)算跨導(dǎo)放大器,對(duì)LED脈寬調(diào)光具有良好瞬態(tài)特性,其典型應(yīng)用電路如圖2所示。

2.小型白光LED驅(qū)動(dòng)器LM2751
LM2751是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體(NS)公司推出的一款小型白光LED驅(qū)動(dòng)器,采用10PIN LLP無(wú)鉛封裝,內(nèi)置固定頻率的電荷泵,在輸入電壓為2.8V~5.5V的情況下,可穩(wěn)壓輸出4.5V或5.0V電壓,輸出電流為150mA(4.5V)或80mA(5V )。
LM2751多用于白色LED顯示和鍵盤(pán)背光系統(tǒng)中,還用于升壓或降壓穩(wěn)壓電路中。LM2751內(nèi)部電路工作頻率可由外接元件進(jìn)行設(shè)定,具體開(kāi)關(guān)頻率有725kHz、300kHz、37kHz、9.5kHz等。LM2751的典型應(yīng)用電路如圖3所示。

3.白色LED驅(qū)動(dòng)芯片LT3486
LT3486是凌力爾特公司(Linear Technology)生產(chǎn)的雙通道升壓與恒流LED驅(qū)動(dòng)器,可驅(qū)動(dòng)16只白光LED(每個(gè)通道8只LED串聯(lián)),并具有PWM調(diào)光功能,輸入電壓為2.5V~24V,主要用于便攜式電子產(chǎn)品與汽車(chē)的顯示屏的背光系統(tǒng)中。
LT3486內(nèi)部集成有兩個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)換器以及軟啟動(dòng)、突波電流限制、LED開(kāi)路保護(hù)等電路,可驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱的LED字陣,效率高達(dá)85%。轉(zhuǎn)換器的工作頻率200kHz或2MHz,具體值可通過(guò)外接電阻進(jìn)行設(shè)定,其典型應(yīng)用電路如圖4所示。

LT3486通過(guò)PWM驅(qū)動(dòng)器控制其工作周期進(jìn)行調(diào)光,調(diào)光范圍達(dá)1000:1,由于采且固定頻率的恒流驅(qū)動(dòng)模式,所以能穩(wěn)定保持LED亮度均勻。LT3486EDHC采用DFN-16封裝,LT3486EFE則采用TSSOP-16E封裝。