白色LED的高效驱动器

　　白色LED二极管要求较高的3.50V正向电压，因此不可能直接连接到一个标准的便携式电池电压。而且这些二极管必须用一个恒流供电，并按照制造商的规格。

    为了满足这一需要，安森美半导体开发了一系列白色LED应用产品。在这个系列中，NCP5007是基于升压的结构，负载电流由所示的模拟反馈环监控和稳定。

    22V的输出可以供五个LED串联使用。因此，几乎所有类型的便携式背光系统可以由此芯片供电。

    流进二极管的平均电流根据式1由电阻R1稳定：

　　 Vref电压在内部设为达至200mV，这个较低的值能减少检测电阻的损耗，并且尽可能的节约电池能量。亮度可以用加到引脚3的数字控制( EN 信号)， 或通过连接到FB，引脚1网络的外部PWM 信号调节。在这种情况下需作进一步的工程，以便正确设置反馈网络和PWM信号提供的调制 。NCP5007 数据表提供了这种工作模式的细节。

　　电感计算

　　除了硅芯片以外，直流-直流转换器的效率还取决于所选的电感，以处理给定电池电压范围的功率。这种元件的ESR大大影响了转换器的工作和效率，尤其是在低输入电压电源时。

    直流-直流转换器有两个工作周期

    -          周期#1 :时间 t1 = 导通时间，能量在电感中积累

    -          周期#2 :时间 t2  = 断开时间，能量传输到负载

    电感值根据工作周期、集成电路参数、负载和电源条件进行计算。

    流进电感的峰值电流由NCP5007 数据表规定：

    -          Ipeak : 峰值电流，内部限制为350 mA。

    -          Iv : 由时间t2限定的谷值极限，内部设置在320 ns。

    首次起动

    正常工作

   在正常工作情况下，芯片以连续模式工作，如图2所示。根据式2，并且假设在差情况下仍为连续模式，可以导出电感值如式3所示为：

     其中：

       - Vo   : 输出电压

       - Vbat : 输入电压电源

       - Vf   : 外部二极管正向电压

       - t2   : OFF开断时间

       - dI   : 电感电流变化

    实例 : 假设一个3.6V的典型电池，为2.90V，五个LED二极管串联，10 mA 的平均电流供电：

    mH

    但是，必须注意到集成电路的弥散，特别是时间 t2 / OFF 和峰值电流电平。考虑了这些参数，那么：

    mH

    选择22µH的接近规范化值以确保在电路参数完全弥散下能工作。而且，磁芯需要电流Isat高于瞬态产生的峰值电流。

    另一方面，必须考虑电感的串联电阻ESR ，以在低电池电压时工作。此外，这样的ESR值会影响转换器的通用效率。串联电阻产生的电压降将从电池电源电压中扣除，从而减小了转换器可以使用的总能量。实际上，推荐使用ESR小于 1 W.的电感。基于以上的例子，种类 744042-220, WE-TPC/M或744500-220/F满足限制条件。种类744031-220/S可以选用，但可能出现饱和电流临界的情况。

    印刷电路板(PCB)布局

    在设计时，包括PCB布局中，必须考虑此类转换器中产生的较大的瞬变，以把辐射电磁场和耦合到周围信号的噪声减到

    必须确保引脚1 ( FB ) 不受流进接地返回引脚2的噪声干扰。实际上，引脚1直接连到用于调节环路的内部运算放大器上，此引脚上存在的任何噪声会产生误差电压，造成负载电流的不稳定。

    而且，必须使用低ESR的陶瓷电容 (或者等效产品)，以避免瞬变中产生大的过压脉冲尖峰。特别是不能使用廉价的电解电容器，强烈建议选择陶瓷电容器或其它具有期望的低串联电阻的电容器。