為低電壓便攜式設(shè)備背光或閃光應(yīng)用選擇合適的發(fā)光二極管(LED)驅(qū)動器方案是設(shè)計人員面臨的一項挑戰(zhàn),，因為既要考慮延長電池使用時間，又要減小印制電路板(PCB)面積及高度,。目前,，小型液晶顯示器(LCD)面板及鍵盤背光以及指示器應(yīng)用大多采用白光LED和RGB三色LED；手機和數(shù)碼相機中的閃光光源通常使用高亮度LED,。因此,，這些應(yīng)用需要優(yōu)化的驅(qū)動器解決方案，使用低電壓便攜式LED驅(qū)動器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),。

安森美半導(dǎo)體身為全球高能效電子產(chǎn)品的首要高性能硅方案供應(yīng)商,，提供涵蓋電感型、電荷泵型,、線性等不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的低壓便攜設(shè)備背光或閃光方案,。這些方案中，電感型方案可提供最佳的整體能效,，電荷泵型方案使用低高度陶瓷電容作為能量轉(zhuǎn)移機制,，占用的電路板面積和高度極小，線性驅(qū)動方案則是彩色指示器以及簡單背光應(yīng)用的理想選擇,。這些方案可用于滿足不同應(yīng)用需求,。

1)電感升壓及降壓型方案

在電感升壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面，安森美半導(dǎo)體提供采用PWM和/或單線式調(diào)光方式的不同產(chǎn)品,，適合在低電壓便攜式設(shè)備背光和閃光應(yīng)用中驅(qū)動白光LED,。這些產(chǎn)品包括：輸出電流為20 mA的CAT37、CAT32,、CAT4238,、CAT4252、CAT4253,、CAT4157,、CAT4158和CAT4258，輸出電流為40 mA的CAT4137和NCP5005，輸出電流為50 mA的CAT4139,，以及更大輸出電流的CAT4240(250 mA),、NCP1422(800 mA)和CAT4131(1.5 A/0.3 A)等。

圖1：電感升壓型方案示例

以NCP5005為例,，它是一款緊湊型高效率背光LED升壓驅(qū)動器,，提供高達22 V電壓，可為LCD背光控制,、鍵盤背光等應(yīng)用的2至5個串聯(lián)白光LED供電,。其能效高達90％，關(guān)機電流1 μA,，工作輸入電壓范圍為2.7 V至5.5 V。它內(nèi)置短路和過壓保護及欠壓切斷功能,。其電流可自動匹配LCD,，所有引腳均為ESD保護，低EMI輻射,。

而在電感降壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方案,，安森美半導(dǎo)體提供輸出電流高達1 A的NCP1529白光LED驅(qū)動器，應(yīng)用于手電筒/閃光等應(yīng)用,。

2)電荷泵型方案

安森美半導(dǎo)體專利的四模(Quad-Mode)自適應(yīng)分?jǐn)?shù)電荷泵的能效比市場上常規(guī)的三模電荷泵高出提供10％,，并減小多達65％的封裝，將LED驅(qū)動器的性能提升到了新的水平,。Quad-Mode LED驅(qū)動器通?？蔀榛陔姼械腖ED驅(qū)動器提供高能效，同時消除較厚的電感和有害的EMI干擾,。

大多數(shù)電荷泵LED驅(qū)動器可提供對應(yīng)于輸出電壓與輸入電壓比的三種操作模式：1倍,、1.5倍和2倍；而四模架構(gòu)增加了1.33倍的第四種操作模式,，不需要額外的電容和電感,。它比三模式電荷泵效率提高了10％以上。

圖2：電荷泵型方案示例

安森美半導(dǎo)體提供總輸出電流10 mA至192 mA的多種產(chǎn)品,，涵蓋NCP1840,、CAT3661、NCP5612,、CAT3647,、CAT3200、CAT3200H,、CAT3606,、CAT3616、CAT3626,、CAT3636,、CAT3637,、CAT3649、CAT3604A,、CAT3604V,、CAT3614、CAT3644,、CAT3648,、NCP5623B/C和CAT3643等；還有更大輸出電流的產(chǎn)品NCP5603(200 mA DC,，350 mA脈沖),、CAT3612(300 mA)和CAT3224(4閃光燈，400 mA電筒)等,。

圖3：四模比三模效率提升10％以上

以多通道LED驅(qū)動器NCP1840為例,，該器件能夠幫助用戶創(chuàng)建任何照明圖形，獨立驅(qū)動多達8顆LED,。由于處理器不再需要直接控制各個獨立LED,，采用NCP1840可簡化通常由其系統(tǒng)設(shè)計中處理器來完成的工作；通過統(tǒng)一控制各個LED亮度及閃爍率的串行接口寫入寄存器或讀取寄存器,，能夠方便地進行電流及調(diào)光程度編程,。LED亮度程度能以對數(shù)而非線性形式控制，從而使肉眼觀看也沒有亮度失真,。NCP1840采用高能效,、低噪聲四模電荷泵，能夠延長電池使用時間,，非常適合便攜式應(yīng)用,。

圖4：NCP1840典型應(yīng)用電路

3)線性驅(qū)動方案

安森美半導(dǎo)體還提供多款2至4通道單模線性背光LED驅(qū)動器，如CAT4002A,、CAT4002B,、CAT4003B、CAT4004A和CAT4004B等,。這些背光驅(qū)動器通過1線EZDim接口提供32級調(diào)光控制,，具有25 mA固定(B型)或可調(diào)(A型)輸出電流和低于1 μA的極低關(guān)斷電流，沒有開關(guān)電源噪聲問題,。

這些單模LED驅(qū)動器通常作為系統(tǒng)級方式的一部分,，用于設(shè)計集成低電壓LED和簡單LED驅(qū)動器的背光電路。這些采用薄型微型封裝的驅(qū)動器電路簡單,，可延長電池使用時間,、降低成本(如省去外部電容)及降低噪聲，為入門級便攜式產(chǎn)品，如手機,、相機和攝像機,、便攜式游戲及便攜式醫(yī)療設(shè)備市場提供了簡單的解決方案。

圖5：線性LED驅(qū)動器方案示例

圖6：32級EZDim調(diào)光控制

圖7：CAT4003B線性背光驅(qū)動器應(yīng)用電路

4)相機閃光專用LED驅(qū)動器方案

LED越來越多地應(yīng)用于拍照手機,、智能手機和氙氣燈泡替代,，且光輸出能力不斷提供，從而滿足更高的性能需求,。安森美半導(dǎo)體的CAT3612,、CAT4131、CAT4134和CAT3224都是這類驅(qū)動方案,。這些器件分別采用電荷泵,、電感升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以提供不同的閃光電流和亮度,。

圖8：不同閃光電流和亮度的專用LED驅(qū)動器

以CAT4134為例,，這是一款大功率電感升壓型雙通道驅(qū)動轉(zhuǎn)換器，提供2路匹配的LED電流,。輸出電流級別通過2個電阻之一RSET或RFLASH來控制。當(dāng)FLASH輸入引腳為低(電影模式),，電阻RFLASH設(shè)置LED電流,。每個通道驅(qū)動2或3個白色串聯(lián)LED，并提供1個可調(diào)節(jié)電流以控制其亮度,。支持輸入電壓低至3V,，使得器件適合于鋰離子電池的應(yīng)用。

高頻低噪聲操作使該器件可與小型外部電感和陶瓷電容一起使用,，同時提供極佳的能效,。當(dāng)器件不使用時，可通過關(guān)斷引腳將器件設(shè)置為“零”靜態(tài)模式,。CAT4134除了具有軟啟動和電流限制功能,，還具有熱關(guān)閉保護功能。過壓專用引腳（OVP）允許用戶限制最大LED供電電壓,。

圖9：CAT4134專用LED驅(qū)動器典型應(yīng)用電路圖

電荷泵型驅(qū)動器CAT3224也適合相機閃光應(yīng)用,，從而支持高百萬像素相機閃光，以及替代氙氣閃光,，配合纖薄設(shè)計,。CAT3224是業(yè)界首款4 A單芯片超級電容LED驅(qū)動器，集成了雙模1x/2x電荷泵,，提供三項關(guān)鍵功能：精密的超級電容充電控制,、電流放電至LED閃光的管理，以及為LED手電筒模式提供恒流。這三種模式的工作電流均可以3個外部電阻來簡易編程,，提供達4 A的LED閃光脈沖電流,。超級電容技術(shù)的高峰值電流優(yōu)勢，結(jié)合CAT3224簡單的并行邏輯接口,，使該器件非常適用于采用LED替代氙氣燈的應(yīng)用,。

圖10：CAT3224 LED驅(qū)動器應(yīng)用電路圖

5)多功能和RGB驅(qū)動器

安森美半導(dǎo)體還提供各種多功能LED驅(qū)動器(如LV5219LG、LV5231CS,、LV5207LP和LV5216CS)和RGB照明驅(qū)動器(如LV5213LP,、LV5217LP、LV5223GR,、LV5226CS和LV5230LG),，前者具有LED電流可編程、主LED自動亮度控制,、外部亮度控制等功能,，適用于7至16個LED通道的閃光燈/手電筒、RGB照明,、主液晶屏背光,、輔助液晶屏背光等應(yīng)用。后者主要用于支持彩色照明設(shè)計,，實現(xiàn)便攜式設(shè)備豐富的照明色彩,。

總結(jié)

作為應(yīng)用于綠色電子產(chǎn)品的首要高性能、高能效硅方案供應(yīng)商,，安森美半導(dǎo)體利用其在低電壓和高壓技術(shù)以及在電源管理方案方面的專長,，提供全面的LED驅(qū)動或控制解決方案，其中就包括應(yīng)用于便攜式設(shè)備背光或閃光應(yīng)用的豐富LED驅(qū)動器,。這些方案在集成更多功能的同時,，采用越來越小的封裝，實現(xiàn)越來越低的功耗,，有助于工程團隊和原設(shè)備制造商(OEM)高性價比地利用LED照明來體現(xiàn)產(chǎn)品的與眾不同,，并加快上市時間。