引言

　　LED驅動已迅速成為功率轉換技術日益重要的應用領域。除了要求更高效率、更低靜態電流之外，LED驅動還有不少更精細的要求，如LED匹配、調光、白光平衡等等。另外還有一些基本架構問題，如LED是串聯還是并聯連接、是進行高端還是低端關段。某些特定的LED實現方案能夠獲得不同程度的效果，比如眾所周知的感應式升壓解決方案和電荷泵倍增器。而分數電荷泵、4開關降壓-升壓解決方案和多路電感解決方案則被人忽略。后者也被稱為“SIMO”，即單電感多輸出，未來，隨著白光LED背光被更復雜的RGB同類產品所取代，預期這種技術將扮演越來越重要的角色。

　　LED簡介及工作原理

　　便攜式產品的發展趨勢是逐漸向更多多媒體應用轉變。這一趨勢要求使用能夠支持數百萬顏色的、分辨率更高的顯示屏。顯示屏的傳統照明方法是采用真空熒光燈管，但最近廣泛采納的是LED。LED的尺寸小得多，這對便攜式產品非常有利，而且LED的功耗也更小，還遠比真空熒光燈更為可靠。不過，如何保持恒定的光強度和顏色是這一照明技術面臨的最大挑戰。了解白光LED的工作原理有助于了解如何確保其強度和顏色一致。

　　由于LED是半導體器件，相比其他光源，它具有獨特的特性，其中最顯著的是電流和光強度之間的非線性關系。圖1顯示一些典型LED的這種關系。

圖1

　　第二個顯著特性是有關LED的正向壓降。不同于白熾燈泡，LED并非純粹的電阻式負載。正向壓降隨LED顏色而改變。一般而言，紅光LED的正向電壓為2.2V，綠光LED的正向電壓3.1V。白光LED和藍光LED的正向電壓相同，典型值都是3.3V。

　　為便攜式設備中這些LED提供恒定的電壓和電流是一大挑戰。供電電源必須能夠自我調節以適應不斷降低的電池電壓，否則光強度會隨電池電壓而變化。因此，這些設備需要非常特殊的電源。

　　驅動器選擇

　　保持LED電流和電壓恒定的常用架構有3種。第一種是針對串聯LED結構的感應式升壓調節器。第二種仍是相同的感應式升壓調節器，但用于并聯LED結構。最后一種是電容式電荷泵。這些架構各有其優勢，但對于給定的應用，僅有一種能夠提供最大的優勢。

　　感應式升壓調節器

　　感應式升壓架構 （比如飛兆半導體的FAN5608） 的基本工作原理是利用電感的電流存儲能力。電感可以阻止電流變化，正負皆然。這種阻抗能力對器件上壓降的影響可以下式表示：

　　這一簡單的公式表明了升壓轉換器的工作原理。晶體管導通，電流開始在電感中流過，然后晶體管關斷。由于電流無法瞬間降為0，它繼續流經二極管。電流逐漸減小，di/dt變為負，導致電感上的電壓為負。

　　利用克?；舴?（Kirchokff） 電壓定律，可計算出輸出電壓。

　　Vin·ton+（Vin-Vout）·toff=0

　　上式可重新整理為

　　這里D代表ON占空比。由于D的范圍在0到1之間，故輸出電壓總是比輸入電壓高。輸出電壓與占空比成正比，因此，為了產生更高的電壓，必須提高占空比。FAN5608利用這種方法可使最大輸出高達18V。這樣一來，可驅動多達4到5個串聯LED。對并聯結構，FAN5608能夠產生高達40mA的電流。