利用低电压电流吸收器 控制高电压 LED 串

大多数采用白色发光二极管(WLED)背光显示器的便携式产品同时还需要辅助的LED照明。一般需要两个IC:一个感性升压转换器,使背光LED获得最大效率(>80%);一个电荷泵,允许独立控制各辅助LED。此外,每个IC都需要一个可编程的电流吸收器来进行亮度控制或者混色,这会导致成本和复杂度迅速上升。本篇设计技巧介绍如何将单个可编程LED驱动器与一个低成本升压转换器结合在一起,实现灵活高效且易于编程的解决方案。图1显示使用升压转换器ADP1612见图2)和并行LED驱动器ADP8860 (见图3)的实现方案。

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图1. 升压转换器ADP1612和LED驱动器ADP8860实现背光和辅助LED的可编程驱动。

在此应用中,升压转换器ADP1612的FB连接到LED驱动器ADP8860上的一个电流吸收器D2。5 V齐纳二极管保护电流吸收器免受故障或快速关断的损害。若某一背光LED发生开路故障,OVP齐纳二极管会保护输出电容 COUT和ADP1612。

电流吸收器D2关闭时,FB上的电压上拉至 VIN, 从而关断ADP1612。D2开启时,FB上的电压被拉低,升压开始切换。ADP1612调节输出电压,在FB及D2上提供1.2 V电压。这足以实现精确的电流调节。随着流过D2电流吸收器的电流变化,ADP1612自动按比例调整输出电压,精确传送足够的电压,为LED和电流吸收器供电。ADP8860能够独立控制每个吸收器,因此针对辅助LED进行的编程也同样适用于背光LED。

升压DC-DC开关转换器的工作频率是650 kHz/1300 kHz

分别采用1.8 V至5.5 V单电源或2.5 V至5.5 V单电源供电时,升压转换器ADP1612和ADP1613能够以高达20 V的电压供应超过150 mA的电流。通过将一个1.4 A/2.0 A、0.13 Ω功率开关与一个电流模式脉宽调制调节器集成在一起,其输出随输入电压、负载电流和温度变化仅改变不到1%。工作频率可通过引脚选择,并通过优化实现高效率或最小外部元件尺寸:650 kHz时,其效率可达到90%;1.3 MHz时,其电路能够以最小空间实现,因而非常适合便携式设备和液晶显示器中的空间受限环境。可调软启动电路防止发生浪涌电流——确保安全、可预测的启动条件。ADP1612/ADP1613在开关状态下的功耗为2.2 mA,在非开关状态下的功耗为700 μA,在关断模式下的功耗为10 nA。这些器件采用8引脚MSOP封装,额定温度范围为–40°C至+85°C,千片订量报价为1.50/1.20美元/片。

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图2. ADP1612/ADP1613框图

7通道智能LED驱动器内置电荷泵和I2C接口

智能LED驱动器ADP8860集可编程电荷泵驱动器与自动光电晶体管控制于一体,依据环境光条件改变电流密度,无需处理器,可以明显降低移动显示器的功耗。最多可独立驱动六个LED,最高电流达30 mA;第七个LED的驱动电流最高可达60 mA。光强度阈值、最小/最大LED电流和渐亮/渐暗时间,均可以通过I2C 接口编程。双电容电荷泵可提供240 mA电流。通过1×、1.5×或2×自动增益选择可实现最高效率。安全功能包括软启动、欠压闭锁、短路保护、过压保护及过温保护。ADP8860采用2.5 V至5.5 V单电源供电,开关模式下功耗为4.5 mA,待机模式下为0.3 μA。它采用20引脚LFCSP和20引脚WLCSP封装,额定温度范围为–40°C至+85°C,千片订量报价为1.36美元/片。

Figure 3
图3. ADP8860功能框图

作者

Jon Kraft

Jon Kraft

Jon Kraft 于2007年加入ADI公司,在美国科罗拉多州朗蒙特的电源管理设计中心担任应用工程师。他拥有罗斯豪曼理工学院电子工程学士学位和亚利桑那州立大学电子工程硕士学位;已获三项专利。