1、 提升電源調(diào)節(jié)器驅(qū)動(dòng)白光LED的電路

　　白光LED的應(yīng)用使閃光燈進(jìn)入更新型的應(yīng)用領(lǐng)域，它所顯出的可靠性、耐久性以及白光LED的功耗控制能力使這些器件極具吸引力。在采用白熾燈時(shí)，對(duì)器件的電源管理只是簡(jiǎn)單的開關(guān)切換。然而白光LED不能直接采用閃光燈中的電池進(jìn)行工作，因?yàn)樗蟮碾妷菏墙橛?.8V和4V之間的，而相比之下電池電壓只有 1.8V~3V。電源管理的復(fù)雜性有所增加，因?yàn)榘坠釲ED的光輸出與電流相關(guān)，而白光LED的特征與電壓呈現(xiàn)出極端非線性的關(guān)系。解決此問題的方法之一是提高電源的電流限制能力。

　　采用提升電源調(diào)節(jié)器驅(qū)動(dòng)白光LED的電路如圖1所示。提升電源調(diào)節(jié)器TPS6200×可以產(chǎn)生白光LED所需要的高電壓。內(nèi)部升壓功率級(jí)可連接VIN與PGND端，從而為輸出引腳L提供電流。此電路通過打開輸出端開關(guān)進(jìn)行工作，從而可以連接電感器L1上的電池電壓。一旦電感器L1儲(chǔ)存了足夠的能量，輸出端開關(guān)立即關(guān)閉。電感器電流可驅(qū)動(dòng)開關(guān)節(jié)點(diǎn)切換到負(fù)極，并驅(qū)動(dòng)輸入端的能量轉(zhuǎn)移到輸出電容器C1中。由于輸出端與輸入端的開關(guān)是MOSFET管，因此壓降低于二極管方案，從而可以實(shí)現(xiàn)高的效率。調(diào)節(jié)器TPS6200×通過檢測(cè)電阻器能監(jiān)控流經(jīng)白光LED 的電流，同時(shí)將檢測(cè)電壓與內(nèi)部的0.45V參考電壓進(jìn)行對(duì)比，以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)功能。因此，電流與照度是檢測(cè)電阻器電壓的函數(shù)。雖然TPS6200×的內(nèi)部參考電壓比其他大多數(shù)變換器的電壓要低，但也會(huì)造成功率損耗。在采用2.8~4V的白光LED電壓時(shí)，其效率將降低10%~14%。應(yīng)通過降低電阻器的阻值并采用放大器實(shí)現(xiàn)低電壓，以降低這種損耗。

圖1 提升電源調(diào)節(jié)器驅(qū)動(dòng)白光LED的方案

　　圖2示出了在350mA電流調(diào)整點(diǎn)時(shí)的負(fù)載電流調(diào)節(jié)與升壓電壓的效率曲線。在正常的電池電壓范圍內(nèi)，工作效率可達(dá)到80%以上，但是隨著電池電壓降低到壽命終點(diǎn)值，效率會(huì)降低。另外，圖2還說明了有無檢測(cè)電阻的影響。在輸入電壓較高時(shí)，效率接近95%，而在輸入電壓較低時(shí)，效率將降到80%。曲線的趨勢(shì)源自兩個(gè)相關(guān)的效應(yīng)：一是在高輸入電壓下，輸入電流和開關(guān)電流較低，因此傳導(dǎo)和開關(guān)損耗較低;二是與自耦變壓器極其類似，升壓功率級(jí)不處理總輸入功率。功率級(jí)處理的功率量與升壓電壓相關(guān)，或者與輸入電壓和白光LED電壓之間的壓差相關(guān)。在此設(shè)計(jì)中，白光LED的電壓大約為8.7V，因此，在8.2V的高壓線路上，功率級(jí)只處理功率的6%[(8.7-8.2)/8.7]。在電流高得多的低壓線路上，功率級(jí)要處理8.2V時(shí)的4倍功率，即24%的功率。

圖2 電路的效率曲線

　　2、 白光LED的控制電路

　　白光LED為電流驅(qū)動(dòng)器件，光輸出強(qiáng)度由流過LED的電流決定。圖3所示的是由電壓源和限流電阻構(gòu)成的一種簡(jiǎn)單偏置電路，流過白光LED的電流由下式確定：

　　IDIODE=(VCC-VF)/(RLIM+RDS(ON)) (1)

圖3 LED偏置電路