LED特性和白光LED的基础知识与驱动

图8. IC内部包括电荷泵和电流控制，电荷泵为白光LED提供足够的驱动电压，而电流控制通过给每个LED加载同样的电流来确保均匀的白光。

简单电流控制

如果系统提供高于二极管正向导通电压的电平，白光LED 可以很容易的被驱动。例如，数码照相机通常包括一个+5V 供电电源。如果那样的话，就不需要升压功能，因为供电电压足以驱动LED。对于图8 所示电路，应该选择一个匹配的电流源。比如，MAX1916 可以同时驱动3 个并联的LED （如图9 所示）。

图9. 单个外部电阻（RSET）设定流经每个LED 的电流数值。在IC 的使能引脚(EN)上加载脉宽调制信号可以实现简单的亮度控制（调光功能）。

工作简单：电阻RSET设定加载至所连LED的电流。这种方法占用很少的PCB空间。除IC （小巧的6引脚SOT23封装）和几个旁路电容之外，仅需要一个外部电阻。IC具有极好的电流匹配，不同LED之间差别0.3%。这种结构提供了相同的色彩区域，因此每个LED具有一致的白光亮度。

调光改变光强

某些便携式设备根据环境光线条件来调节其光输出亮度，有些设备在一段较短的空闲时间之后通过软件降低其光强。这都要求LED 具有可调光强，并且这样的调节应该以同样的方式去影响每路正向电流，以避免可能的色彩坐标偏移。利用小型数模转换器控制流经RSET 电阻的电流可以得到均匀的亮度。

6位分辨率的转换器，比如带有I2C接口的MAX5362或者带有SPI接口的MAX5365，能够提供32级亮度调节（如图10所示）。由于正向电流会影响色彩坐标，因此LED白光会随着光强的变化而改变。但是这并不是问题，因为相同的正向电流会使得这个组里的每个二极管都发出同样的光。

图10. 数模转换器通过一致改变LED 的正向电流来控制LED 的调光。

使色彩坐标不发生移动的调光方案叫做脉宽调制。它能够由绝大多数可以提供使能或者关断控制的电源器件实现。例如，通过拉低EN电平禁止器件工作时，MAX1916可以将流经LED的泄漏电流限定在1μA，使发射光为零。拉高EN电平可以管理可控的LED正向电流。如果给EN引脚加脉宽调制信号，那么亮度就与该信号的占空比成正比。

由于流经每个LED的正向电流持续保持一致，因而色彩坐标不会偏移。但是，肉眼会感觉到占空比改变带来的光强变化。人眼无法分辨超过25Hz的频率，因此200-300Hz的开关频率是PWM调光的很好选择。更高的频率会产生问题，用来切换LED开关的短暂时间间隔内色彩

坐标会发生变化。PWM信号可以由微处理器的I/O引脚或其外设提供。可提供的两度等级取决于所用的计数寄存器的字节长度。

开关模式升压转换器，具有电流控制

除了前面所提到的电荷泵（MAX1912）之外，还可以实现带有电流控制的升压转换器。比如，开关模式电压转换器MAX1848，可以产生最高至13V 的输出电压，足以驱动三个串联的LED （如图11 所示）。这种方法也许是最简洁的，因为所有串接的LED 具有完全相同的电流。LED 电流由RSENSE 与加载在CTRL 输入上的电压共同决定。

图11. 开关模式升压转换器可以驱动几个串联的LED。这些LED 都具有相同的正向电流，该电流（比如）由数模转换器通过CTRL输入来控制。

MAX1848 可以根据前面所描述的任一方法来实现调光功能。通过LED 的正向电流与加载在CTRL 引脚的电压成正比。由于当加载在CTRL 上的电压低于100mV 时MAX1848 会进入关断模式，这样也可以实现PWM 调光功能。

概述

如果能够通过使LED 正向电流相等而确保白光发射的均匀性，则可以并联驱动白光LED 。为驱动LED，应该选择可控的电流源或者带有电流控制的步进转换器。采用电荷泵或者开关升压转换器可以实现这样的与几个标准产品的结合。

上一页  [1] [2] 

本文关键字：基础知识  元器件基础知识，电子学习 - 基础知识 - 元器件基础知识