作為固態(tài)光源的發(fā)光二極管（LED）的大量涌現(xiàn)，使白熾燈日益落寞。在過去幾年中，LED技術(shù)已經(jīng)有了極大進(jìn)步，在散熱、封裝和工藝技術(shù)方面的進(jìn)步使得LED有了更高的亮度、更高的效率、更長的壽命和更低的成本。

然而，在能量轉(zhuǎn)換效率、熱量管理和生產(chǎn)成本方面，LED仍然有進(jìn)一步提升的空間。例如，LED效率就已經(jīng)獲得了極大的提高。LED的眾多改進(jìn)源自現(xiàn)在能在芯片內(nèi)更好地產(chǎn)生光，以及有更好的方法從芯片及其封裝中獲得光源。同樣地，20mA白光LED的售價(jià)已經(jīng)大幅降低，這種LED剛推出時(shí)，批購報(bào)價(jià)為1美元。而目前有可能以不到30美分的批購價(jià)買到20mA的白光LED。

LED照明應(yīng)用需求分析

當(dāng)然，所有這些進(jìn)步不僅促進(jìn)了LED在不同應(yīng)用中作為照明光源的使用，同時(shí)也刺激了對LED驅(qū)動(dòng)器IC的需求。要了解設(shè)計(jì)和制造LED驅(qū)動(dòng)器IC面臨哪些障礙，就必須了解白光LED要發(fā)光需要哪些條件。白光LED必須用一個(gè)恒定電流源驅(qū)動(dòng)，這樣白色光點(diǎn)才不會變化（也就是亮度必須一致）。另外，既然白光LED是一個(gè)二極管，那么就必須克服它內(nèi)部的正向壓降（Vf）。Vf隨著白光LED電流值的不同而不同，也會隨著溫度的變化而變化。一般情況下，在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)，20mA白光LED的Vf在2.5V至3.9V的范圍內(nèi)變化。大多數(shù)應(yīng)用都使用多個(gè)白光LED，而且還可能將這些LED配置成并聯(lián)、串聯(lián)或串并聯(lián)混合形式。這意味著白光LED驅(qū)動(dòng)器IC必須能夠?yàn)樘囟ㄅ渲玫亩鄠�(gè)LED提供足夠的電流和電壓，而且這種IC所采用的電壓轉(zhuǎn)換拓?fù)浔仨毻瑫r(shí)滿足輸入電壓范圍和輸出電壓與電流的要求。

LED的常見應(yīng)用包括汽車和飛機(jī)儀表盤的顯示和指示、交通信號燈、手機(jī)、平板顯示器背光源、礦工燈、建筑和露天大型體育場照明等，而目前和未來幾年內(nèi)，LED市場增長的最大驅(qū)動(dòng)力來自平板顯示器的背光照明需求。這些顯示器采用LCD屏，用于電視機(jī)、導(dǎo)航系統(tǒng)、便攜式媒體播放器、數(shù)字廣告牌和計(jì)算機(jī)監(jiān)視器。不過，采用LED面臨熱量管理的技術(shù)挑戰(zhàn)。盡管LED不像其它光源那樣輻射那么多熱量，但是根據(jù)輸出功率的不同，一些LED也許需要合適的散熱器，這樣光輸出才不會減少，壽命也不會縮短。例如，光輸出為25lm的高亮度LED一般所消耗的功率超過1W。這意味著白光LED驅(qū)動(dòng)器IC必須以高效率進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這樣它才能不成為熱問題的主要成因。另外，在很多情況下都存在空間受限問題，LED驅(qū)動(dòng)解決方案必須占板面積小，而且外形尺寸小。

以手機(jī)為例，今天大多數(shù)手機(jī)都有內(nèi)置數(shù)碼相機(jī)，能夠拍攝高分辨率照片和視頻。相機(jī)性能的提高也導(dǎo)致對大功率白色光源的需求，相機(jī)在室內(nèi)或在昏暗環(huán)境中需要使用這樣的光源，白光LED已經(jīng)成為相機(jī)手機(jī)的主要光源。因?yàn)榘坠釲ED擁有多種現(xiàn)代手機(jī)設(shè)計(jì)師所希望的特點(diǎn)：尺寸小、高光輸出，能夠提供“閃光”和對“視頻”對象連續(xù)照明。目前已經(jīng)專門為集成式相機(jī)照明開發(fā)了高輸出功率LED。

便攜式產(chǎn)品照明解決方案

盡管用大功率LED產(chǎn)生可見光很簡單，但是如果不對已有設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，要形成高性能電源和電流控制解決方案卻非常困難的。凌力爾特公司的LTC3454是一種新產(chǎn)品，專門用于在大電流相機(jī)照明應(yīng)用中提高電源轉(zhuǎn)換效率和準(zhǔn)確度，并優(yōu)化對LED電流的控制。

圖：基于LTC3783的大功率PWM LED驅(qū)動(dòng)電路

LTC3454是一種同步降壓-升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，為用單節(jié)鋰離子電池輸入以高達(dá)1A的電流驅(qū)動(dòng)單個(gè)大功率LED而優(yōu)化。該器件視VIN與LED正向電壓之間關(guān)系的不同，自動(dòng)在同步降壓、同步升壓和4開關(guān)降壓-升壓模式之間轉(zhuǎn)換。在整個(gè)可用鋰離子電池電壓范圍內(nèi)（2.7~4.2V）可實(shí)現(xiàn)高于90%的PLED/PIN效率。

幾乎所有由電池供電的便攜式產(chǎn)品都采用彩色有源矩陣LCD來顯示用戶所需的信息和數(shù)據(jù)。不過，制造商卻面臨著一種挑戰(zhàn)，即需要確保用戶在任何環(huán)境中都能從這樣的顯示器上看到信息。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，制造商必須提供背光照明強(qiáng)度合適的彩色LCD。這種背光照明一般是由白光LED提供的。因而，產(chǎn)生緊湊、高效率和低噪聲的LED供電解決方案需求。

凌力爾特公司目前已經(jīng)提供了大量白光LED驅(qū)動(dòng)器IC解決方案。這些解決方案或者使用低噪聲無電感器DC/DC轉(zhuǎn)換器（更為常見的叫法是電荷泵），或者使用DC/DC轉(zhuǎn)換器，這兩種轉(zhuǎn)換器的主要差別是是否需要電感器（磁性元件）。無電感器DC/DC轉(zhuǎn)換器非常適用于空間受限應(yīng)用，在這種應(yīng)用中，必須提供低至中等大小的負(fù)載電流。此外，這種轉(zhuǎn)換器采用小型封裝，需要非常少的外部組件，通常僅需要3個(gè)陶瓷電容器。大多數(shù)升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器都進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)，以便為白光LED背光照明提供高效率和恒電流驅(qū)動(dòng)。

LTC3208是一種無電感器、大電流、軟件可配置的多顯示屏LED控制器，可以驅(qū)動(dòng)17個(gè)LED。該器件含有一個(gè)1A的高效率、低噪聲電荷泵，為主、副、RGB、相機(jī)和輔助LED顯示屏供電。LTC3208具有高達(dá)95%的效率和I2C串行接口，給用戶帶來的益處有更長的電池壽命、簡單的2線微控制器接口等。LT3486是一種雙通道、1.3A白光LED升壓型轉(zhuǎn)換器，具有寬調(diào)光范圍，專門為用單節(jié)鋰離子電池以恒定電流驅(qū)動(dòng)多達(dá)16個(gè)LED（每個(gè)轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)8個(gè)串聯(lián)的LED）而設(shè)計(jì)。

高亮度LED驅(qū)動(dòng)解決方案

高端