LED在手机的LCD背光中的普遍应用已经有若干年了。现在其应用正扩大到大面积的LCD应用，包括袖珍PC、汽车导航GPS、数字相框、便携式DVD乃至笔记本电脑路灯。LED也正开端代替家用的、汽车和其它通用光源的传统白炽灯和卤素光源。这一趋势背地的驱能源是技巧的疾速提高，包含LED更亮，效率更高，价钱更具竞争才能。实际上使用LED的理由很简略，就是它们拥有高牢靠性和更长的寿命，在不需要调换的处所为终端用户提供免保护的产品。
为了在LCD运用中提供平均的背光，多少个白色LED通常沿着LCD的一个边装置。LED的数目正比于LCD的尺寸。对中等尺寸(7-10英??)，通常共使用20-40个LED。这些LED通常被连接成平行的3个或更多的LED串。为了减少连接点，很多LCD只提供一个2端接口。这里，所有的LED串必需在内部平行连接，而后连接到一个单电源上。
应用实例
以8英?嫉?LCD模块为例，包含总共9串(每串3只)白色LED组成的背光(图1)。LED串的总电压(LED的VF为3.3V)通常为10V(3×3.3V)。每只LED的电流为20mA，则总驱动电流为180mA(9×20)，LED总功耗为1.8W。用一个AC电源配接器提供一个5V电源。一个基于电感的LED驱动器十分实用于该应用。
图1：8英??LCD模块背光电路。
首先盘算处置2W的负载需要多大的开关电流。假设效率为80%，输入电流等于Vout×Iout/Vin×效力=10×0.18/5×0.8=450mALED路灯。CAT4139电感型升压LED驱动器具备750mA(最小值)的驱动才能，故很合适于该应用。
电感的电流额外值应当可以处置LED驱动峰值开关电流且不进入饱和。一旦涌现饱和，就会呈现电流突波，由于此时电感的功效便成了一只电阻，电路不再依照预期工作。适合的电感额外电流应当大于即是80mA。
工作期间LED的最大输出电压应该低于额定最大输出电压。因为3只LED串联，在冷温下，总正向电压可能高达11.4V(3×3.8V)太阳能路灯价格。24V的开路LED检测阈值远高于其极限值。假如LED断开，输出电压将会回升并坚持在30V，此时组件处于低功率模式，从电源吸纳的电流仅有多少毫安。30V额定输出电压的电容是适合的。
当初斟酌由12V电源供电的一只6W LED灯。能够用6只高亮度白色LED串联衔接来实现，用一个300mA的固定电流来驱动，典范的正向电压为3.3V。
LED串的电压通常为20V，在冷温将会增添到23V(6×3.8V)。该电压对CAT4139这类组件过高。须要利用向CAT4240这类存在更高电压的升压型LED驱动器来驱动负载。CAT4240升压LED驱动器的过压检测阈值为40V，实用于串联灯数高达10只的LED串。
驱动类型
为了在中等LCD尺寸的利用中取得所冀望的亮度，请求驱动器在所有的工作前提下可能为LED提供一个可调剂的电流。通常，采取两种LED驱动技巧：即容性电荷泵和基于电感的交流式稳压器太阳能路灯。本文将集中探讨可以为LED提供1-6W功率的电感式转换器LED驱动电路。
电荷泵型LED驱动现在在手机跟其它小尺寸的LCD背光运用中广泛应用，起因在于它们的高亮度、低本钱跟实现轻易。电荷泵所须要的外部零组件只有3只或4只电容，且不电感。不外，其输出功率有限。
固然一些大功率快闪型LED电荷泵能够提供高达2W的功率，其输出电压最大只能到6V，因而无奈驱动2只以上串联的LED。电荷泵中的通道数量(通常为6个)决议了LED的数目。因为更多的通道象征着需要更多的接脚和更大的封装，因而电荷泵限度了在中等尺寸面板中的应用。
LED正向电压(VF)，LED电流以及电源电压范畴的不同组合，决议了所需的电感型转换LED驱动器的类型，LED VF跟着电流、温度和LED型号的不同而变更。呈现在最低温度时的最大VF是取舍LED驱动电路构造的要害参数，通常是在线性构造、降压或升压结构中进行抉择。本文中假设最大VF为3.8V。
入选择LED驱动IC时，症结参数包括开关电流极限、最大输出电压，以及需要掩护开路LED前提所需的过压维护阈值等。像电感和电容这类外部零组件也需要细心挑选。
选用降压型开关电源
当电源电压高于总LED正向电压时，能够选用一个线性电流源或者开关降压稳压器来为LED供给恒流。不外线性电流源有一个缺点，即耗散在稳压器中的功耗正比于电源到负载的电压差。开关电源的效力较高，可能防止任何较大的热量耗散在IC上，且工作温度濒临或者略为高于环境温度。
图2阐明了如何应用CAT4201从一个24V电源来驱动5只1W的LED。LED电流由外部电阻R1来设定。CAT4201降压LED驱动器应用两阶段开关功课来供给准确的均匀电流。在第一阶段，位于内部的CAT4201 FET开关将SW端衔接到地，使电流回升并对电感充电。
图2：应用CAT4201驱动5个1W的LED。
电感两真个电压基础上即是24V减去LED的压降。一旦电流到达预约的峰值路灯，内部开关就堵截，而电流则持续流过萧特基二极管，直到电感放电为止。
当电感的电流降到0时，将反复上述进程，因此电感电流的波形为三角形。本例中，开关频率约为260kHzLED灯具LED路灯。LED两真个电容C2将LED的电流突波减到最小。采取大电容会将突波减到更小。本例中的总转换器效率(LED功率除以来自VBAT的功率)可达94%。
在调节进程中LED电流坚持完好，只有VBAT高于总VF+3V。低于该电平时，LED电流将线性下降。针对特定应用，必需选配合适的交换式稳压器和外部零组件。交流式稳压器的高效率使得在电源治理电路中的热耗散不再是一个问题，而用户得到的利益则是节俭了能源。
线性电流稳压器IC能够提供固有的低噪声机能(不开关)，但因为封装温度的制约太阳能路灯，只适用于小电流应用。当用来驱动中范围尺寸的面板和通用照明应用时，电感型转换器LED驱动器是可选的解决计划，可以实现良好把持的LED和最佳的总发光效率。抉择合适的电感型转换器有助晋升效率，而实际上是升压或是降压，则取决于应用的电源和LED的配置结构。
作者：Fabien Franc
利用经理
Catalyst公司
