解析LED串聯(lián)與并聯(lián)驅(qū)動(dòng)電路特性

發(fā)布時(shí)間：2018-11-30 10:17:33 點(diǎn)擊：次

1．led串聯(lián)配置

LED屏在串聯(lián)配置中，LED的數(shù)量受驅(qū)動(dòng)器的最高電壓限制，若最高電壓為40V。在串聯(lián)配置中根據(jù)白光LED的正向電壓，這一最高電壓最多能夠驅(qū)動(dòng)10～13只白光LED，驅(qū)動(dòng)電流的范圍是連續(xù)狀態(tài)的10～350mA。這種配置的優(yōu)勢(shì)是串聯(lián)的白光LED可以用單線傳輸電流。缺點(diǎn)則是：當(dāng)PCB空間受限時(shí)（特別是高功率時(shí)），銅導(dǎo)線上的電流密度是個(gè)問(wèn)題，而且如果在串聯(lián)模式中一只白光LED發(fā)生故障，所有白光LED都將熄滅。但是，從設(shè)計(jì)角度看，如果有n只白光LED，就要將電池電壓提升到n×VF，所以必須采用升壓結(jié)構(gòu)，可以利用電感元件精確地監(jiān)控電流斜率，從而限制了非受控瞬間電流產(chǎn)生的EMI.

2．LED并聯(lián)配置

在并聯(lián)配置中，特定陣列中的白光LED數(shù)量受到驅(qū)動(dòng)器封裝水平和連接器引腳數(shù)量的限制，另外，在白光LED并聯(lián)時(shí)，必須對(duì)每只白光LED進(jìn)行電流控制，以確保各白光LED之間的匹配非常適合特定應(yīng)用。實(shí)際上，兩只白光LED電流不一致超出10％以上，將影響彩色LCD的顯示圖像的質(zhì)量（白光LED作為L(zhǎng)CD的背光源）。此外，并聯(lián)配置能夠利用電荷泵技術(shù)，用2個(gè)陶瓷電容將能量從電池傳輸?shù)桨坠釲ED陣列。基于電荷泵的LED驅(qū)動(dòng)器框圖如圖2所示，基于電池和專(zhuān)用電流源進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)的電荷泵，在進(jìn)行電流源優(yōu)化設(shè)計(jì)后可使白光LED電流不受正向電壓和輸入電源變化的影響。

3．LED串聯(lián)與并聯(lián)驅(qū)動(dòng)電路比較

LED驅(qū)動(dòng)電路拓?fù)溆猩龎鹤儞Q器或電荷泵兩種電路拓?fù)淇晒┻x擇，選擇的重點(diǎn)是考慮兩種解決方案所有具體因素?；陔姾杀玫陌坠釲ED驅(qū)動(dòng)電路一個(gè)重要的參數(shù)是LED驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的噪聲，因?yàn)殡娙萜饕M(jìn)行充放電，所以電荷泵是大電流毛刺的來(lái)源。如欲減少這種影響，則必須設(shè)置高性能的輸入濾波電路?；陔姼惺缴龎鹤儞Q器的白光LED驅(qū)動(dòng)器，由于存在電感，會(huì)引起電磁干擾（EMI）。通常情況下，改變開(kāi)關(guān)頻率可減少干擾，但是頻率值取決于變換器的工作條件。

采用TPS60230電荷泵驅(qū)動(dòng)白光LED典型應(yīng)電路如圖3所示，TPS60230由鋰離子電池直接供電，典型輸入電壓范圍為3．0～4．2V，可同時(shí)為最多5只白光LED供電，每只白光LED電流為20mA。

采用TPS61062升壓變換器驅(qū)動(dòng)白光LED典型電路如圖4所示。圖4所示的升壓變換器是IC技術(shù)的最新開(kāi)發(fā)成果之一，作為全面集成的同步升壓變換器，無(wú)需外接肖特基二極管就能夠?qū)崿F(xiàn)尺寸最小的解決方案，所需的外部組件數(shù)量最少。