為LCD背光應用驅動120個LED

　　隨著白光發光二極管(LED)的效率持續快速提升且其解決方案的尺寸變得更小更薄，它們如今已應用在便攜式DVD播放器、電子相框和全球衛星定位系統(GPS)等設備中，作為5～10英寸的液晶顯示(LCD)面板背光。

　　本文將闡述如何利用一個20V白光LED驅動器來為LCD背光應用驅動多個LED串，以及如何將輸出電壓范圍擴展至高于最大額定電壓以驅動串聯的6～10個LED。

　　帶電流鏡像的多個LED串

　　圖1顯示了如何將流經初級支路的恒定電流復制到次級支路。NCP5050是LED驅動芯片，它可將感測電阻RLCS的電壓維持在250mV來對初級支路的恒定電流I1進行穩流。

　　電流I1由式1來確定。

　　RLCS=FBV/IOUTL             

　　例如，如果需要的值為20mA，RLCS就會是12.5Ω。

　　                                圖1 基本的電流鏡像

　　次級電流I2由電流鏡像 Q1-1/Q1-2驅動，且這個電流鏡像的比例為1:1，因此，I1=I2。電流鏡像由2個小型表面貼裝電阻和1個采用極小的SC88六引線封裝的雙PNP晶體管來實現。為了提升電流匹配精度，可以使用一對SOT-563封裝的匹配PNP晶體管，如NST30010MXV。

　　如圖2所示，電流I1能夠根據需要進行多次鏡像。總電流IT是所有流經n個支路的電流之和，如式（2）所示。

　　                                 圖2 多支路電流鏡像示意圖

　　IT=n×I1                  

　　LED的最大數量由升壓穩壓器的輸出功率能力決定，而輸出功率能力會因給定的電池電壓VBAT、LED總電流IT和所選擇的外部元件的不同而變化。需要注意的是，圖1中的電感能夠直接采用電池或其他電源供電，而其他器件的輸入電壓Vin應該限制在低于5.5V，不論是采用低功率低壓差(LDO)穩壓器或電流限制Zener穩壓器來供電。對于穩壓的5V或單節鋰離子電源而言，這種雙電源配置并不需要。

　　最后，根據圖3中的統計測量數據，我們可看到，LED串間的典型電流匹配維持在±3%以內。

　　圖3 電流鏡像匹配

　　帶有鎮流電阻的支路

　　如果系統成本的考慮比完美匹配更重要，可以選用另一種不昂貴的解決方案，如圖4所示。這個應用采用了鎮流電阻來匹配LED串間的LED電流。

　　一項好的折中舉措是采用1個68Ω電阻，該電阻在電流為10mA時提供 0.68V的壓降，并將包含10個LED的串的損耗維持在2%～3%以內。總電流IT由RLCS來控制，如式（3）所示。

　　RLCS=FBV/IT