新型白光LED驅(qū)動(dòng)

2004年10月A版

白光LED是最被看好的新興光源產(chǎn)品，其在照明市場的發(fā)展?jié)摿χ档闷诖?。與白熾鎢絲燈泡及熒光燈相比，白光LED具有體積小、發(fā)熱量低、耗電量小、壽命長、反應(yīng)速度快、環(huán)保、可平面封裝易開發(fā)成輕薄短小產(chǎn)品等優(yōu)點(diǎn)，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(diǎn)。白光LED在照明市場的前景備受全球矚目，它將成為21世紀(jì)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(tǒng)光源。

圖1  LED驅(qū)動(dòng)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(lán)色光+黃色光)或三波長光(藍(lán)色光+綠色光+紅色光)。目前已商品化的白光LED產(chǎn)品僅有二波長藍(lán)光單晶片加上YAG黃色熒光粉，熒光粉被藍(lán)光激勵(lì)時(shí)發(fā)出黃光，結(jié)果便產(chǎn)生了藍(lán)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(jī)紫外光晶片加R.G.B三顏色熒光粉，此外有機(jī)單層三波長型白光LED也有成本低、制作容易的優(yōu)點(diǎn)。白光LED的色相坐標(biāo)是隨流過LED的正向電流變化而變化的，所以在一個(gè)系統(tǒng)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(chǎn)的低功耗、具有電流控制功能的開關(guān)式升壓轉(zhuǎn)換器。外圍電路簡單，只需一個(gè)電感，一個(gè)二極管，一個(gè)場效應(yīng)管和幾個(gè)電阻電容。輸入電壓范圍是2.5V~5.5V，匹配單節(jié)鋰離子電池或普通干電池組。芯片內(nèi)部為PWM調(diào)制方式，可以產(chǎn)生高達(dá)15V的輸出電壓，足夠驅(qū)動(dòng)3個(gè)串聯(lián)LED。
R1211系列芯片采用了相補(bǔ)償電路應(yīng)用的反饋回路，令整個(gè)升壓的轉(zhuǎn)換過程反應(yīng)更加迅速，輸出電壓更加平穩(wěn)。R1211的最大占空比是90%。芯片內(nèi)建軟啟動(dòng)延時(shí)，大約10ms左右。電路接通后，當(dāng)過了延遲時(shí)間后，由保護(hù)電路判斷當(dāng)前狀態(tài)。如果當(dāng)前占空比為最大值，且維持了一個(gè)特定的時(shí)間后，芯片的輸出驅(qū)動(dòng)口就會(huì)被保護(hù)電路鎖死，從而關(guān)斷電路起到保護(hù)的作用?？梢杂靡粋€(gè)外接的電容來調(diào)節(jié)所需要的延遲保護(hù)時(shí)間，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場合。R1211還有實(shí)用的低壓鎖定保護(hù)(UVLO保護(hù))。
R1212系列具有1.4MHz的穩(wěn)定開關(guān)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(yīng)用。
R1212應(yīng)用電路如圖1所示，芯片內(nèi)部的控制電路會(huì)根據(jù)VFB引腳的電壓來控制外部場效應(yīng)管，所以會(huì)讓電路穩(wěn)定在設(shè)定的輸出上。這種方法可能最簡潔，因?yàn)樗械拇?lián)LED有非常一致的電流，使各個(gè)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(jù)R2=1V/ILED (VFB=1.0V)設(shè)置。
R1211是專門為單節(jié)鋰離子電池對2至4顆LED進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而優(yōu)化的白光LED驅(qū)動(dòng)器，是要求小電路尺寸、高效率和匹配LED亮度的設(shè)備之理想選擇。