1、  白光LED驅動器的要求

    驅動器可以看作是向白光LED供電的特殊電源，可以驅動正向壓降為3.0~4.3V的白光LED，并根據需要驅動串聯、并聯或串并聯的多個白光LED，滿足驅動電流的要求。對驅動器的主要要求如下：

①     為滿足便攜式產品的低電壓供電，驅動器應有升降壓功能，以滿足1~3節充電電池或1節鋰離子電池供電的要求，并要求工作到電池終止放電電壓為止。

②     驅動器應有高的功率轉換效率，以提高電池的壽命或兩次充電之間的時間間隔。目前高的可達80%~90%，一般可達到60%~80%。

③     在多個白光LED并聯使用時，要求各白光LED的電流相匹配，使亮度均勻。

④     功耗低，靜態電流小，并且有關閉控制功能，在關閉狀態時一般靜態電流應小于1μA。

⑤     白光LED的最大電流I_LED可設定，使用過程中可調節白光LED的亮度（亮度調節）。

⑥     有完善的保護電路，如低壓鎖存、過壓保護、過熱保護、輸出開路或短路保護。

⑦     小尺寸封裝，并要求外圍組件少而小，使所占印制板面積小。

⑧     對其他電路的干擾影響小。

⑨     使用方便，價位低。

    2、  驅動器的分類

    從供電電壓的高低可以將驅動器分成三類：由電池供電，電壓一般低于5V，主要用于便攜式電子產品，驅動小功率及中功率白光LED，它主要采用升壓式 DC/DC變換器或升壓式（或升降壓式）電荷泵變換器，少數采用LDO電路的驅動器；大于5V供電，如6V、9V、12V、24V（或更高），由穩壓電源或蓄電池供電，它主要用降壓式可升降壓式DC/DC變換器；直接由市電（110V或220V）或相應的高壓直流電（如40~400V）供電，主要用于驅動大功率白光LED，采用降壓式DC/DC變換器驅動電路。

    過去認為有電感的升壓式DC/DC變換器可輸出較大的電流。近年來，電荷泵式驅動器可輸出的電流已從幾百毫安上升到1.2A，并且兩者在轉換效率上也不相上下。對于采用LDO電路的驅動器，無需外圍組件及價位低是它的優點，其缺點是轉換效率略低，并且電池往往不能用到終止放電電壓就要充電。這種驅動器主要用于1節鋰離子電池的場合，并需用正向電壓低的白光LED。可以用作白光LED驅動電源的集成器件品種較多，大致分為恒流源、電荷泵和開關電源三種類型。

（1）       恒流源

    絕大多數LCD背景照明裝置都配有亮度控制器以便使用中根據環境光線的強弱進行相應調節。由于LED的光子發射源于電子、空穴對的復合，故其發射速率以及發光強度均與LED的正向電流成比例。為此，可控恒流源應是實現亮度控制最簡單的方案。但因白光LED的“色溫”也與工作電流直接有關，這類控制方案會使光源在整個亮度調節范圍內的顏色一致性變得很差，故而僅能用于按鈕照明之類對于顏色保真度要求很低的場合。LCD背光裝置則大多采用PWM電源為LED供電，以避免這一“色偏”問題。

    從實用的角度來看，對于電源電壓較高的車載設備，由于多個白光LED可以串聯使用，所以采用配有脈寬調制器的集電極開路（OC）或電流鏡輸出級即可構成簡單的LED驅動器。

    在電源電壓較為有限的應用場合，多個白光LED只能以并聯方式工作。此時，按照傳統的設計方法，通常需為每只白光LED配備獨立的限流電阻，借以克服白光 LED正向壓降一致性差以及不可直接并聯工作的弊端。不過目前多已改用集成恒流源為白光LED供電，可以消除電源電壓變動所造成的不利影響。 MAX1916和LX1190是兩種較為常見的恒流源集成電路。{{分頁}}

（2）       電荷泵

    白光LED的正向壓降可以高達4V，但是目前的大量手持電子設備多以單一鋰電池供電，此時已經無法再由設備電源直接驅動白光LED而必須借助于各類電源變換器件。可以用作白光LED驅動器的電源變換器件包括不少種類，其中應以電壓輸出型電荷泵電路最為簡單。此類典型的器件有LM3354型開關電容變換器，其電源電壓范圍為2.5~5.5V，輸出電壓有一系列標稱值可供選擇，用作白光LED驅動器時應選擇4.1V標稱輸出電壓。LM3354的開關工作頻率為 1MHz，故而可以采用較小的開關電容器。LM3354的最大輸出電流為90mA，帶有片內過熱保護電路，靜態電流與關斷狀態電流分別為475μA和 5μA。控制白光LED亮度的脈寬調制信號可由器件的判斷控制（SD）端送入，其重復頻率應在60Hz以上，以免LED產生閃爍現象；但也不宜超過 200Hz，以保證開關電容器具有足夠的放電時間。

    白光LED以恒流源供電有利于抑制電源電壓變動所造成的不利影響，目前也確有不少電流輸出型電荷泵電路可供選用。LTC3200的反饋閾值電壓則可由“引腳編程”方式設定為200mV、400mV或600mV(第四種編程組態為“關斷”)，若以PWM信號令其間歇進入關斷狀態，便可平滑調節白光LED的亮度而不致產生明顯的“色偏”。LTC3200的工作頻率為1.5MHz，電源電壓為2.7~4.5V時，最大輸出電流為125mA，可以同時驅動八只白光 LED。LTC3200-5電壓輸出型電荷泵集成器件與LM3354的結構相似，但體積較為小巧，而且僅需一個開關電容；工作電壓為3~4.4V，工作頻率為2MHz，輸出電流可達100mA；唯其5V額定輸出電壓偏高，因而限流電阻的壓降亦偏大，對整體電源變換頻率有一定的影響。

    SC600電壓輸出型電荷泵集成器件包括4~4.5V/120mA與4.5~5V/60mA多種輸出規格，電源電壓范圍為2.7~6.5V，利用“引腳編程”方式切換工作頻率，在8~650kHz范圍內共分四擋，由此可以調整輸出電流。其最大的特色在于電源電壓超過某個閾值時會自動切換內部電路結構以取得更高的電源變換頻率。該閾值具有80mV的“回差”，以防切換過于頻繁而造成較大的輸出紋波。

    電流輸出型電荷泵LM2794以電流鏡作為輸出級，因而可以省去限流電阻，但會增加器件的功耗。LM2794具有四路電流輸出，每路為20mA。若欲調整白光LED的亮度，仍可在其關斷控制端加入脈寬調制信號，也可采用引入外部電流的方式改變其反饋閾值。該器件的電源電壓范圍為2.7~5.5V，電壓超過 4.7V時會自動切換內部電路，改以“直通”方式工作。該切換閾值也有250mV左右的回差以防輸出紋波惡化。值得一提的是，該器件的外形尺寸僅為2mm