新型白光LED驅動

2004年10月A版

白光LED是最被看好的新興光源產品，其在照明市場的發展潛力值得期待。與白熾鎢絲燈泡及熒光燈相比，白光LED具有體積小、發熱量低、耗電量小、壽命長、反應速度快、環保、可平面封裝易開發成輕薄短小產品等優點，沒有白熾燈泡的高耗電、易碎及日光燈廢棄物含汞污染的問題等缺點。白光LED在照明市場的前景備受全球矚目，它將成為21世紀的新一代光源--第四代電光源，以替代白熾燈、熒光燈和高壓氣體放電燈等傳統光源。

圖1  LED驅動電路

白光是多種顏色混合而成的光，以人類眼睛所能見的白光形式至少須要兩種光混合，如二波長光(藍色光+黃色光)或三波長光(藍色光+綠色光+紅色光)。目前已商品化的白光LED產品僅有二波長藍光單晶片加上YAG黃色熒光粉，熒光粉被藍光激勵時發出黃光，結果便產生了藍光和黃光的混合光，用眼睛觀看就是白光。在未來較被看好的是三波長光，以無機紫外光晶片加R.G.B三顏色熒光粉，此外有機單層三波長型白光LED也有成本低、制作容易的優點。白光LED的色相坐標是隨流過LED的正向電流變化而變化的，所以在一個系統中要盡量確保所有LED的正向電流一致。

理光公司的R1211系列是采用CMOS工藝生產的低功耗、具有電流控制功能的開關式升壓轉換器。外圍電路簡單，只需一個電感，一個二極管，一個場效應管和幾個電阻電容。輸入電壓范圍是2.5V~5.5V，匹配單節鋰離子電池或普通干電池組。芯片內部為PWM調制方式，可以產生高達15V的輸出電壓，足夠驅動3個串聯LED。
R1211系列芯片采用了相補償電路應用的反饋回路，令整個升壓的轉換過程反應更加迅速，輸出電壓更加平穩。R1211的最大占空比是90%。芯片內建軟啟動延時，大約10ms左右。電路接通后，當過了延遲時間后，由保護電路判斷當前狀態。如果當前占空比為最大值，且維持了一個特定的時間后，芯片的輸出驅動口就會被保護電路鎖死，從而關斷電路起到保護的作用?？梢杂靡粋€外接的電容來調節所需要的延遲保護時間，以適應不同的應用場合。R1211還有實用的低壓鎖定保護(UVLO保護)。
R1212系列具有1.4MHz的穩定開關頻率，因而允許采用小巧的外部元件，并可最大限度地減少輸入和輸出紋波。尤其適合在要求低輸入和輸出噪聲的應用。
R1212應用電路如圖1所示，芯片內部的控制電路會根據VFB引腳的電壓來控制外部場效應管，所以會讓電路穩定在設定的輸出上。這種方法可能最簡潔，因為所有的串聯LED有非常一致的電流，使各個LED的色相差異減少到最低。LED電流由反饋引腳上的電阻R2根據R2=1V/ILED (VFB=1.0V)設置。
R1211是專門為單節鋰離子電池對2至4顆LED進行驅動而優化的白光LED驅動器，是要求小電路尺寸、高效率和匹配LED亮度的設備之理想選擇。