為了驅(qū)動(dòng)高性能 LED，有各種使用升壓-降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和復(fù)雜控制器的高端解決方案，需要深入了解拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)才能創(chuàng)建可靠且符合 EMC 要求的設(shè)計(jì)。然而，對(duì)于中低功率 LED，有一種非常簡(jiǎn)單且強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)器解決方案，使用恒流 LED 驅(qū)動(dòng)器作為簡(jiǎn)單的線性穩(wěn)壓器運(yùn)行。從功率損耗的角度來(lái)看，恒流 LED 驅(qū)動(dòng)器并不理想，但其出色的 EMC 性能、可靠性、簡(jiǎn)單的實(shí)施以及最終顯著降低的系統(tǒng)成本使其成為驅(qū)動(dòng)高達(dá)約 500 mA LED 的首選解決方案。本文中提到的后綴為 NCR 的驅(qū)動(dòng)程序可從 Nexperia 獲取。
　　用于驅(qū)動(dòng) LED 的電路
　　它們用于恒流源和汽車應(yīng)用，例如內(nèi)部和外部照明（例如門把手、儀表板、牌照燈、指示燈或尾燈）。圖 1 顯示了使用一個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng) LED 的基本電路。在內(nèi)部，此類驅(qū)動(dòng)器由一個(gè) BJT、兩個(gè)二極管和兩個(gè)電阻器組成。采用 PNP BJT 的恒流驅(qū)動(dòng)器作為高側(cè)驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行，而采用 NPN BJT 的恒流驅(qū)動(dòng)器作為低側(cè)部件運(yùn)行。一個(gè)電阻器定義最小輸出電流，另一個(gè)電阻器調(diào)節(jié)偏置電壓并對(duì)啟用特性起著重要作用。高側(cè)恒流驅(qū)動(dòng)器具有

　

　　圖 1：低側(cè)和高側(cè)恒流 LED 驅(qū)動(dòng)器拓?fù)洹?br>　　接地的使能引腳；斷開該引腳即可關(guān)閉兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器以及 LED。實(shí)際上，這是使用配備電阻器的晶體管 (RET)（如圖 1 所示）或 MOSFET 來(lái)執(zhí)行的。然而，低側(cè)驅(qū)動(dòng)器需要一定的潛力才能啟用。 NCRx20x 系列驅(qū)動(dòng)器需要電源電壓范圍內(nèi)的電壓才能啟用它們。 NCRx21x 驅(qū)動(dòng)器可在低得多的 3.3 V 電壓下啟用。該部件在啟用引腳處消耗約 1 - 2 mA 的電流，因此可以輕松地由微控制器或邏輯器件的輸出引腳驅(qū)動(dòng)。這使得打開和關(guān)閉 LED 變得非常方便，并且使用 PWM 控制器也可以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)調(diào)光。
　　　圖 2：使用 6 Ω 外部電阻器時(shí)，不同開關(guān)頻率下 NCR321Z 的輸出電流平均值與占空比的函數(shù)關(guān)系。
　　調(diào)光功能如圖 2 所示，其中顯示了使用 6 Ω 外部電阻器時(shí)，不同開關(guān)頻率下 NCR321Z 的輸出電流平均值與占空比的函數(shù)關(guān)系。該圖顯示占空比與測(cè)量的平均輸出電流之間的線性關(guān)系。即使對(duì)于高于建議的 10 kHz 的頻率，這種線性關(guān)系也能保持。但是，應(yīng)優(yōu)先選擇不超過(guò) 10 kHz 的頻率，以防止出現(xiàn) EMC 問(wèn)題。
　　大多數(shù)恒流 LED 驅(qū)動(dòng)器的輸出電流均可通過(guò)外部電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)。有些類型適合常用電流。由于它們不具有外部電阻器，因此采用 3 引腳封裝。在可以連接外部電阻的應(yīng)用中，它將與內(nèi)部電阻并聯(lián)，從而降低有效電阻。使用 NPN 晶體管的低側(cè)恒流驅(qū)動(dòng)器 (NCRx2xx) 具有 95 Ω 的內(nèi)部電阻。對(duì)測(cè)量曲線的分析提供了以下公式，可以估計(jì)外部電阻器和輸出電流之間的關(guān)系
　　$$I_{out} \約0.5mA \frac{R_{ext}}{\Omega}^{-0.75}，R_{ext} \約1 \Omega \frac{I_{out}}{0.5mA}^ {-1.33}$$
　　外部電阻的值不能太低，以免超過(guò)最大輸出電流。如果外部電阻小于內(nèi)部電阻，則大部分輸出電流將流經(jīng)外部電阻；當(dāng)外部電阻較小且輸出電流較高時(shí)，這一點(diǎn)很重要。然而，1/4 W 電阻器就足夠了，因?yàn)榧词箤?duì)于 250 mA 輸出電流，功率損耗也不會(huì)超過(guò) 170 mW。恒流驅(qū)動(dòng)器表現(xiàn)出溫度依賴性。溫度升高時(shí)，輸出電流會(huì)略有下降。然而，輸出電流仍然獨(dú)立于驅(qū)動(dòng)器兩端的電壓降。由于輸出電流隨溫度降低，因此不存在熱失控風(fēng)險(xiǎn)。
　　最小電壓降
　　恒流驅(qū)動(dòng)器的最小壓降約為 1.4V。低于此電壓，線性調(diào)節(jié)無(wú)法正常工作。在其之上，恒流驅(qū)動(dòng)器兩端的電壓降會(huì)動(dòng)態(tài)調(diào)整以強(qiáng)制實(shí)現(xiàn)所需的輸出電流。在低側(cè)和高側(cè)配置中，輸出電壓始終根據(jù) LED 電壓 VLED 和電源電壓 VCC 計(jì)算為 Vout=VCC-VLED。當(dāng) LED 的亮度在某種程度上應(yīng)獨(dú)立于電源電壓時(shí)，可使用恒流 LED 驅(qū)動(dòng)器。
　　例如，汽車中的 12 V 電源在正常運(yùn)行期間在 11 V 和 15 V 之間波動(dòng)。如果所需的驅(qū)動(dòng)電流和 LED 兩端的電壓降已知，則可以通過(guò)將驅(qū)動(dòng)器兩端的電壓降加上 LED 上的電壓來(lái)計(jì)算出可能的最小電源電壓。最大允許電壓由驅(qū)動(dòng)器 Vout 上的最大允許壓降或總功耗（可通過(guò) Ptot≈Vout Iout 估算）決定。因此，如果不超過(guò)數(shù)據(jù)表限制，允許的工作范圍可以指定為：
　　$$V_{LED} + 1.4V < V_{CC} < V_{LED} + \frac{P_{tot}}{I_{out}}$$
　　　圖 3：并行運(yùn)行的兩個(gè)低側(cè)驅(qū)動(dòng)器。
　　采用 SOT457 封裝的恒流驅(qū)動(dòng)器通常具有 Ptot=0.75 W。對(duì)于 50 mA 的輸出電流，這涉及 15 V 的裕度。Nexperia 新發(fā)布的 SOT223 封裝器件的 Ptot 增加到 1.25 W，將電壓裕度增加至 25 V。
　　此外，可以通過(guò)降低輸出電流來(lái)增加電壓裕度。如圖 3 所示，并聯(lián)放置兩個(gè)或多個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)器，可以有效地使電流加倍。使用這種方法，可以驅(qū)動(dòng)超過(guò)單個(gè)驅(qū)動(dòng)器能力的電流，或者可以使用每個(gè)驅(qū)動(dòng)器更小的電流來(lái)增加電壓裕度。使用兩個(gè)恒流、SOT223 封裝的驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)能力為 250 mA，使電路能夠驅(qū)動(dòng)
　　　　圖 4：SOT457 和 SOT223 封裝中的單個(gè)和并行驅(qū)動(dòng)器的電壓裕度
　　電壓裕量為 5 V 的 500 mA LED。當(dāng)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)恒流驅(qū)動(dòng)器時(shí)，外部電阻的精度是影響各個(gè)驅(qū)動(dòng)器輸出電流對(duì)稱性的最重要因素。圖 4 顯示了 SOT457 和 SOT223 封裝中的單個(gè)和并行驅(qū)動(dòng)器的電壓裕度取決于輸出電流。