LED驅動器探討和實用解決方案

圖5：典型TPS61042 LED驅動器解決方案。

　　小尺寸是便攜式電路的一個重要特性。電路元件的尺寸受多種因素的影響。其中一個因素是切換頻率。高切換頻率允許采用小型無源元件。用于便攜應用的現代LED驅動器應能夠以高達1MHz頻率切換。

　　由于切換頻率并不能明顯縮小電路尺寸，而且較高的切換損耗會降低效率和縮短電池壽命，所以建議切換頻率一般不超過1MHz。把各種功能集成到控制IC是實現小型驅動解決方案的一個最重要的因素。如果上述所有功能都通過分離的元件實現的話，它們所需要的電路板空間將超出電源自身占用的空間。把它們集成到控制IC可大大縮小整體驅動器尺寸。功能集成的第二個同樣重要優勢是可以降低解決方案總成本。如果分步執行的話，LED驅動器中所有預期功能會導致每額外個別成本增加0.60～0.70美元。而當集成到控制IC時，這些功能只會增加IC成本0.10～0.15美元。

　　實用解決方案

　　TPS61042是現代LED驅動器控制IC的絕佳例子。圖5說明TPS61042的方框圖。方框圖顯示一個高度集成的控制IC。Q1是一個低電阻集成電源FET。此部件的低電阻有助于實現極高的效率。0.25V參考電壓可降低電流傳感電阻器中的損耗。通過在高達50kHz頻率情況下向CTRL引腳施加PWM信號，此IC可以輕松實現PWM調光。

　　Q2實現集成的負載斷開電路。由于已經集成，負載斷開電路可以與PWM調光頻率完美同步。過壓保護功能也已經集成到IC中。大多經驗豐富的電源設計人員都會看出省略了誤差信號放大器和相關補償電路。這種功能已經被誤差比較儀所取代。該IC利用滯后控制反饋拓撲工作，因此不需要補償并且具有內在穩定性。在方框圖中未顯示IC物理尺寸。全部電路和功能都集成到3mm×3mm的QFN封裝中。圖6說明了一個典型LED驅動應用，其驅動4個LED，正向電流為20mA，輸入電壓范圍為1.8V～6.0V。整個電路是由控制IC、2個小陶瓷帽、1個電感器、一個二級管和1個電流傳感電阻器組成。這種緊湊、高度集成的電路說明了利用當今的LED驅動器可以實現的高水平集成。利用控制IC和6個小表面貼裝無源元件就可以實現主要電源功能和輔助功能，如：負載斷開、過壓保護、PWM調光等。