式中，RLIM為限流電阻，在圖1中RLIM分別為R1，R2，R3。

　　圖1 LED偏置電路

　　這種方式的成本較低，但要求LED參數(shù)要一致。圖2、圖3為25℃時(shí)白光LED的正向電壓（典型值）與導(dǎo)通電流的關(guān)系曲線。從電流指標(biāo)可以看出：GaAsP-LED的正向電壓UF可以上升到2.7V（高出典型值40％）；白光InGaN -LED的正向電壓UF可以上升到4.2V（高出典型值10％）。如果系統(tǒng)中需要多個(gè)白光LED，如移動(dòng)電話顯示器背光需要采用8個(gè)白光LED，按照?qǐng)D2-35的設(shè)計(jì)方案將需要多個(gè)限流電阻，將占用較大的線路板面積。

　　圖2 LED偏置電路

　　圖3 典型InGaN的正向電壓與正向電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系

　　如果將Ucc增大到UF的10倍以上則可以減少受UF變化的影響，但耗電較大，不符合電池供電電子設(shè)各的需求。對(duì)于采用單節(jié)鋰離子電池供電的電子設(shè)備，鋰離子電池電壓的變化范圍為3～4.2V。如果白光LED的偏置電路只是簡(jiǎn)單地由鋰離子電池和限流電阻組成，則輸出亮度將會(huì)產(chǎn)生明顯的變化。合理的方案應(yīng)該是采用電流偏置電路。

　?。?）電流偏置電路
　　電流偏置電路實(shí)際上是用1個(gè)電流源為白光LED提供偏置。如果電流源具有足夠的動(dòng)態(tài)范圍，則這種偏置方式將不受UF變化的影響。圖4為電流偏置方案的原理框圖。該電路將圖1中的限流電阻用電流源替代了。LED的光輸出強(qiáng)度與電源和正向電壓無關(guān)，只要有足夠的電源電壓為電流源和LED提供偏置即可。圖4中的VT1為使能控制開關(guān)。

　　圖4 用電流源為L(zhǎng)ED提供偏置

　　MAX1916為專用白光LED驅(qū)動(dòng)IC，MAX1916提供了一種先進(jìn)的白光LED電流偏置電路。MAX1916在微型50723封裝內(nèi)集成了3組電流源，流過RSET的電流鏡像到了3個(gè)輸出端，如圖5所示。電路中的幾個(gè)相同的MOSFET具有相同的柵源電源，因此它們的溝道電流相同，電流的大小由鏡電流ISET決定。MAX1916的電流失配度為±5％，“鏡像系數(shù)”為200：1（200A／A）。也就是說，當(dāng)ISET為50μA時(shí)，每個(gè)輸出端的電流為10（1±0.05）mA（）。SET端由內(nèi)部偏置在1.25V。ISET由下式?jīng)Q定。

　　每路電流之間的偏差為±5％。輸出端的飽和電壓為

　　圖5 MAX1916內(nèi)鏡像電流電路

　　式中，UOUT（SAT）為輸出端飽和電壓。

　　MAX1916的漏源電阻在整個(gè)溫度范圍內(nèi)保證不高于50Ω，一個(gè)工作電流為2mA的GaAsP-LED保證正常工作所需要的電壓是UF＋100mB，2.71V的輸入電壓能夠?qū)aAsP-LED工作電壓維持到2.7V。為了獲得更低的壓差和更高的輸出電流，可以將MAX1916的三路輸出并聯(lián)構(gòu)成“鏡像系數(shù)”為600A／A的電流源。MAX1916輸出并聯(lián)電路如圖6所示，并聯(lián)后的漏源電阻為50／3＝16.67Ω（值）。這種連接方式允許單個(gè)白光LED在3V供電時(shí)電流達(dá)到20mA以上，以滿足目前便攜式移動(dòng)電話等產(chǎn)品對(duì)背光源的要求。用于設(shè)置端電流的電壓源可以由帶載能力較強(qiáng)的主電源單獨(dú)提供，如在移動(dòng)電話中，USET可以由射頻（RE）電路的低噪聲＋2.8V電源提供。如果直接由單節(jié)鋰離子電池供電，則MAX1916適用于驅(qū)動(dòng)正向電壓較低的GaAsP-LED，而對(duì)于正向電壓較高的白光InGaN -LED則需采用其他驅(qū)動(dòng)方案。因?yàn)橛射囯x子電池供電時(shí)，隨著電池的放電，輸入電壓可能無法滿足白光LED所要求的偏置電壓。

　　圖6 MAXl916輸出并聯(lián)電路

　?。?）電荷泵升壓變換器驅(qū)動(dòng)白光LED的解決方案
　　對(duì)于正向電壓在3.5～4.2V（在20mA條件下）的白光LED通常需要升壓變換器，可以用電荷泵（如MAX682～MAX*）與MAX1916共同構(gòu)成這種白光LED的驅(qū)動(dòng)電路，如圖7所示。MAX682～MAX*能夠?qū)?.7V的輸入電壓轉(zhuǎn)換為5.05V輸出，輸出電流能夠分別達(dá)到250mA、100mA、50mA。利用MAX*的關(guān)斷控制引腳或MAX1916的使能控制引腳可以關(guān)閉白光LED。在圖7電路中，MAX*在關(guān)斷模式下的電源電流降至22μA；當(dāng)REST＝43kΩ時(shí)，白光LED電流為22mA。

　　圖7 采用電荷泵升壓電路控制3只LED

　　利用電荷泵構(gòu)成的白光LED電流控制電路如圖8所示，反饋調(diào)節(jié)電壓的典型值為1.235V，IpK＝1.235／RSENSE，式中的IpK為峰值電流。選用24Ω的檢流電阻能夠?yàn)榘坠釲ED提供50mA的電流。電荷泵工作時(shí)，輸出電壓上升至白光LED的開啟電壓，此時(shí)白光LED開始導(dǎo)通。白光LED的典型正向電壓為3.5（1±0.1）V，加上反饋調(diào)節(jié)電壓后，MAX17595輸出端提供的偏置電壓為4.735V。該電路輸出電壓的紋波在40mV以內(nèi)，不會(huì)導(dǎo)致白光LED的輸出產(chǎn)生明顯變化，通常人眼覺察不到。另外，圖8的電路在關(guān)斷狀態(tài)下的輸入與輸出之間沒直流通路。

　　圖8 由電荷泵構(gòu)成的白光LED電流控制電路

　　（3）基于電感變換器驅(qū)動(dòng)白光LED的解決方案
　　對(duì)于有更高功率要求的應(yīng)用場(chǎng)合，可采用基于電感的MAX1848驅(qū)動(dòng)器，MAX1848的外部電路只需要極少的元件，輸出功率為800mW時(shí)其轉(zhuǎn)換效率達(dá)88％。MAX1848將升壓變換器與電流控制電路集成在6引腳SOT23封裝內(nèi)，它利用電流檢測(cè)驅(qū)動(dòng)3組白光LED，每組LED包括3個(gè)串聯(lián)連接的白光LED，如圖9所示。MAXl848的輸入電壓范圍為2.6～5.5V。MAX1848利用電壓反饋調(diào)節(jié)流過白光LED的電流，較小的檢流電阻（5Ω）有利于節(jié)省功耗、保持較高的轉(zhuǎn)換效率。在MAX1848的典型應(yīng)用電路中的器件參數(shù)為：L1＝33μH，CCOMP＝150nF，COUT＝1.0μF，RSENSE＝5Ω。白光LED電流由控制電壓確定：IOUT＝UCTRL／（18.1133×RSENSE）。

　　圖9 MAX1848的應(yīng)用電路

　　白光LED的亮度可以通過CTRL引腳的DAC調(diào)節(jié)或電位器分壓電路調(diào)節(jié)，電壓控制范圍為＋250mV～＋5.5V，將控制引腳接地可實(shí)現(xiàn)關(guān)斷。

　　（4）MAX1984驅(qū)動(dòng)白色LED電路
　　MAX1984器件的主要特點(diǎn)有：采用了轉(zhuǎn)換效率高于95％的升壓式同步整流DC／DC變換器，并且無須外部肖特基二極管，工作頻率為1MHz，可減小外部電感及電容的尺寸；驅(qū)動(dòng)器的總的效率高達(dá)90％；MAX1984可驅(qū)動(dòng)8個(gè)白光LED，其電流不匹配的值為8％；可設(shè)定白光LED電流；有三種方式可調(diào)節(jié)白光LED的亮度；可選擇某些白光LED亮、某些不亮；該電路在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)耗電0.1A（典型值）；有獨(dú)特的0.5mA測(cè)試模式；內(nèi)部有過壓保護(hù)：工作電壓范圍為2.7～5.5V；有低壓鎖存功能（2.4V）；20引腳小尺寸4mm×4mm的QFN封裝；工作溫度為－40～＋85℃。

　　MAX1984的典型應(yīng)用電路如圖10所示。電路的有關(guān)參數(shù)的計(jì)算及組件的選擇如下。

　　圖10 MAX1984的典型應(yīng)用電路

　　①亮度調(diào)節(jié)。白色LED的發(fā)光亮度能通過SETI端的電流選擇來調(diào)節(jié)（通過LED的電流從15％～100％變化）。有三種調(diào)節(jié)模式：PWM模式、模擬電壓模式及2位或3位并行控制模式。

　　白光LED電流（ILED（FS））由SETI端來設(shè)定：SETI端接IN端，IOED（PS）=18mA；SETI端接GND端，是白光LED電流為0.5mA的檢測(cè)模式；SETI端接一個(gè)電阻RSETL時(shí)，ILED（FS）與RSETI的關(guān)系為

　　式中，K＝3851，UREF＝1.25V。

　　將MODE端及BITC端接IN端，BITB端懸空時(shí)，PWM信號(hào)由BITB輸入。白光LED的電流ILED，由下式?jīng)Q定。

　　式中，ILED（FS）是由SET1端設(shè)定的電流值；D是PWM信號(hào)的占空比。

　　白光LED的平均電壓是通過內(nèi)部的一個(gè)RC濾波器獲得的，其時(shí)間常數(shù)為0.1ms，它適用于PWM頻率為10kHz～2MHz的場(chǎng)合。若采用更低的頻率，則需要在BITB端外接一個(gè)電容CEXT到地，以增加其時(shí)間常數(shù)。PWM的占空比調(diào)節(jié)范圍為⒛％～100％。在PWM模式時(shí)，當(dāng)D<5％，并且BITC接低電平時(shí)，它進(jìn)入關(guān)閉模式。

　　將MODE端、BITA端及BITC端連接到IN端時(shí)，直流控制電壓從BITB端輸入，其電壓范圍為140～0.938mV。

　　在3位并行控制模式下，MODE端接GND端；在2位并行控制模式下，MODE端接IN端，BITC端接地。

　?、陉P(guān)閉狀態(tài)控制。在不同的亮度控制模式下，其關(guān)閉控制方式也不同：在PWM控制模式下，若BITA端輸入的占空比小于5％（典型值），器件被關(guān)閉；在模擬電壓控制模式下，在BITA端及BITB端都是低電平時(shí)，器件被關(guān)閉；在并行控制模式下，BITA端、BITB端、BITC端都是低電平時(shí)，器件被關(guān)閉。

　　③有關(guān)組件參數(shù)的選擇。
　　電感器。由于振蕩器工作頻率達(dá)1MHz，所以可采用低剖面高度的貼片式電感器，電感  器的值為10μH。所采用的電感器的飽和電流應(yīng)大于內(nèi)部開關(guān)的限制電流（0.65A），磁  性材料要滿是1MHz的頻率要求。采用有屏蔽的電感器可減少EMI的影響。

　　輸出電容器。輸出電容器用于穩(wěn)定電路及減小輸出紋波電壓，該電路的輸出電容的值  為4.7μF（或采用兩個(gè)2.2μF電容并聯(lián)），采用貼片式陶瓷電容器不僅溫度穩(wěn)定性好，  并且其等效串聯(lián)電阻（ESR）小，有較小的紋波電壓及更好的效率。額定電壓取10V。

　　輸入電容器。輸入電容器可減少電源端的峰值電流值及減少噪聲輸入，一般輸入電容   的容量與輸出電容的容量相等，或者小于輸出電容。此電容器盡量接近IN端（小于5mm）。若輸入電容器不是采用的貼片式多層陶瓷電容器，則需要另加一個(gè)0.1μF的   陶瓷電容以濾掉高頻噪聲。