可調充電泵解決LED節能驅動問題

　　白光LED節能燈現已遍及應用于手持裝備（如手機）上作為彩色LCD屏的背光以及鍵盤燈。彩色LED節能燈是向用戶陳訴來電和電池充電情況的良好指示器。LED節能燈的亮度與通過電流成正比，而且電壓必須充足高以使它們導通。如今zui盛行的電池是鋰電池，其電壓通常為3.6V左右，但隨著電池放電，電壓會降落。基于這些緣故起因，LED節能燈不能直接用這種電池供電，還必要一個可調升壓轉換器。可調充電泵管理方案非常盛行，特殊是在總輸出電流低于100mA的簡單和低本錢應用中。
　　
　　1、差別電流驅動差別LED節能燈
　　
　　輸出可調充電泵，如Catalyst公司的CAT3200-5，是抱負的LED節能燈驅動器之一，能在實現5V穩壓輸出的同時提供zui高達100mA的負載電流。用于LCD背光的白光LED節能燈的電流通常為20mA，此時正向電壓VF約為3.4V。每個LED節能燈上的電流通過串聯電阻來設置，該電阻也稱為鎮流電阻（見圖1）。這種結構容許在LED節能燈上并行地通過差別電流。較大的電阻值意味著LED節能燈上較小的電流。可用公式1來很好地近似得出LED節能燈上的電流（忽略互連消耗）。
　　
　　公式1：VOUT=VF+（LED節能燈電流×RS）
　　
　　此中，VF是LED節能燈的正向電壓，RS是串聯電阻。
　　
　　輸出電壓VOUT穩固在5V，思量到當正向電壓VF為3.4V時LED節能燈上的電流為20mA，則RS=（5V-3.4V）/20mA，即80歐姆。在這個例子中，接納了3個白光LED節能燈作為體現屏的背光，2個彩色LED節能燈（分別是赤色和藍色）作為指示器。每個彩色LED節能燈具有差別的正向電壓特性。赤色LED節能燈的正向電壓很低，通過20mA的電流時電壓通常為2.8V。由于指示器LED節能燈不消于照明，以是其電流比背光LED節能燈更小。
　　
　　CAT3200-5充電泵是一種倍壓器，只必要一個大電容作為積貯容器，將電荷從輸入轉移到輸出。這里保舉利用1μF的陶瓷電容。所需的全部外部元件就是別的兩個1μF電容，分別置于輸入和輸出管腳。
　　
　　市場上還存在別的的LED節能燈價格驅動器實現方案，如電感升壓或電流控制的充電泵。電感升壓驅動器接納一個電感將輸入電壓升高以驅動幾個串聯的LED節能燈，它的優點是能在這些LED節能燈上提供雷同的電流，但這種結構不得當上述應用實例。另一類LED節能燈驅動器就是電流控制的充電泵，通過利用片上電流調治器，單獨的LED節能燈通道可驅動一個LED節能燈。在這種情況下，LED節能燈上電流的巨細由外部電阻來設置。在更龐大的驅動器中，通過數字接口可將它編程到芯片內里去。這種結構的利益是不再必要鎮流電阻了。既然全部LED節能燈上的電流都是一樣的，以是這種管理方案也不得當我們討論的應用。
　　
　　2、浪涌電流
　　
　　zui關鍵的標題常出如今體系上電時。當“使能”輸入管腳的信號從邏輯低向邏輯高轉換時，器件導通并開始向大電容充電。結果在很短時間內輸入電流急劇增大，產生所謂的“浪涌”電流。用來形貌電源管理芯片優點的一個指標就是在監控輸入電流方面體現怎么樣。高浪涌電流帶來的風險是內部軌電壓（VRAIL）剎時降落并影響體系運行。軌電壓的降落是電源輸出阻抗RS和互連阻抗RINTER的函數。
　　
　　體系軌電壓的盤算公式為：VRAIL=VBAT－IIN×（RSINTER，
　　
　　此中，VBAT為電池電壓，IIN為輸入電流。舉例來說，若串聯電阻總和為1.5（，浪涌電流為0.，則軌電壓為：VRAIL=3.6V-（0.×1.5歐姆）=2.85V。
　　
　　低的電壓卻可導致體系瓦解。一種淘汰電池輸出浪涌電流的要領是增大輸入電容CIN。如許一來，給大電容充電的大部門電流由電容CIN提供，可淘汰浪涌電流。
　　
　　輸入電流波形體現當輸出電壓線性增長到額定5V時輸入電流是漸漸上升的。初始的電流毛刺由于只有很短的2μs連續時間，以是沒有什么危害，故對輸入電壓的影響很小。
　　
　　可調充電泵為驅動LED節能燈提供了良好的管理方案，并很容易在PCB板上實現。當選擇這種器件時，必要思量的一些關鍵參數包羅輸出電流巨細、輸入電壓范疇、上電序次、開關頻率和低噪聲事變性能。