高效、高电流的白光LED驱动器

前言

随着白光LED的发展，它的应用越来越广泛。从前，白光LED最常见的应用是作为小尺寸LCD彩屏的背光。现在白光LED的亮度加大，它的应用已普及到其它方面；例如手电筒或手机照相辅助照明。下文介绍一种利用普通的升压芯片来驱动大电流LED的高效电路。

电路介绍

一般白光LED的电流在20mA 左右，但高亮度的LED需要200~300mA 电流。如果你的产品需要用三至四颗高亮度的白光LED；为了亮度平均，一般的做法都是把它们串连接在一起。市场上绝大部分的白光LED驱动芯片都只能驱动20mA左右。碰上串联大电流LED的应用便要另想办法。  Intersil 的EL7516是一颗典型的升压芯片。此芯片工作于1.2MHz 定频PWM模式，内置1.5A，200mW MOSFET。 图1显示EL7516的典型电路。通过DC-DC升压作用，EL7516将2.7~5.5V输入转化成12V的恒定电压。与一般PWM控制芯片一样，FB引脚是接到与1.3V比较的误差放大器。通过选定R1, R2的电阻值来设置输出电压。

图1  EL7516的升压应用电路

将EL7516的恒压线路改成驱动LED的恒电流线路是非常简单的。如图2所示，只要将在FB端的R1换成LED，改变R2就可以调节通过LED的电流。我们可以从下面的公式选定R2值：R2=VFB/Iled

图2  标准的LED驱动简图

VFB是FB引脚的电压，即1.3V

Iled是通过LED的电流

例如，若Iled的要求为300mA；那么R2需要4.3W。如图3所示。

图3 EL7516用于驱动4个高亮度白光LED

关于图3的电路，最大的缺点在于R2的损耗。R2通过300mA时，电阻的功耗接近0.39W。这样大的功耗不但影响效率，我们也须要用体积比较大的电阻，才能接受0.39W的热力。一般来说，这些应用都是电池供电的。效率及线路PCB空间要求都比较严格，现在就让我们看看怎样提高这线路的效率。

比较图3, 图4增加了两个组件—R3及D1。无论电路怎样改动，EL7516都会调节占空比使到FB的电压维持1.3V。假设D1的正向导通压降是0.6V，R2的压降便约0.7V。要保持300mA LED电流，R2可选用2.3W。而R2的功耗亦从原来的0.39W降至0.21W。虽然功耗已降低，但R2也得用半瓦电阻来实现这线路。

图4 改善线路一

图5显示了进一步的改善方法。一个廉价的TL431加进电路里作为2.5V的基准源。如前所述，EL7516会保持FB在1.3V；所以通过R4的电流是: (2.5-1.3)/20k=60mA。 因FB是一高阻抗引脚，我们假设这60mA全数流入R5而做成同样1.2V压降。剩下的0.1V，会由R2来完成。为了方便购买，我们把R2选定为0.39W。所以通过LED的电流约为: 0.1/0.39 = 255mA。R2的功耗亦大幅降低至: 0.1