利用EL7516制作高效、高電流的白光LED驅(qū)動(dòng)器

    隨著白光LED的發(fā)展，它的應(yīng)用越來(lái)越廣。從前，白光LED最常見的應(yīng)用是作為小尺寸LCD彩屏的背光光源?，F(xiàn)在，當(dāng)白光LED的亮度加大后，它的應(yīng)用已普及到其他方面，例如手電筒或手機(jī)照相輔助照明。下文將介紹一種利用普通的升壓芯片來(lái)驅(qū)動(dòng)大電流LED的高效電路。

電路介紹

    一般白光LED的電流在20mA左右，但高亮度的LED需要200～300mA 電流。如果你的產(chǎn)品需要用三至四顆高亮度的白光LED，為了亮度平均，一般的做法是把它們串連接在一起。但市場(chǎng)上絕大部分的白光LED驅(qū)動(dòng)芯片都只能驅(qū)動(dòng)20mA左右的電流，碰上串聯(lián)大電流LED的應(yīng)用便要另想辦法。Intersil的EL7516是一顆典型的升壓芯片，工作于1.2MHz定頻PWM模式，內(nèi)置1.5A、200mΩ MOSFET。 圖1為EL7516的典型電路，通過DC/DC升壓作用，EL7516將2.7～5.5V輸入轉(zhuǎn)化成12V的恒定電壓。跟一般PWM控制芯片一樣，其FB引腳通過選定R1、R2的電阻值來(lái)設(shè)置輸出電壓。

圖1 EL7516升壓應(yīng)用電路

圖2 標(biāo)準(zhǔn)的LED驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)圖

圖3 EL7516用于驅(qū)動(dòng)4個(gè)高亮度白光LED

圖4 改良線路一

圖5 改善線路二

    將EL7516的恒壓線路改成驅(qū)動(dòng)LED的恒電流線路是非常簡(jiǎn)單的。如圖2所示，只要將FB端的R1換成LED，改變R2就可以調(diào)節(jié)通過LED的電流。 我們可以從下面的公式選定R2值：

                                                                
R ₂=V _FB/I _LED    (1)  

    其中，V _FB是FB引腳的電壓，為  1.3V；ILED是通過LED的電流。

    例如，若I _LED的要求為300mA，那么R2需要4.3Ω。如圖3所示。

    關(guān)于圖3的電路，最大的缺點(diǎn)在于R2的損耗。R2通過300mA的電流時(shí)，電阻的功耗接近0.39W。這樣大的功耗不但影響效率，也須要采用體積比較大的電阻。一般來(lái)說，這些應(yīng)用都是電池供電的，效率及線路PCB空間要求都比較嚴(yán)格，現(xiàn)在就讓我們看看怎樣提高這線路的效率。

改良方案

    比較圖3, 圖4增加了兩個(gè)元件－R ₃及D ₁。但無(wú)論電路怎樣改動(dòng)，EL7516都會(huì)調(diào)節(jié)占空比使FB端的電壓維持在1.3V。假設(shè)D1的正向?qū)▔航凳?.6V，R2的壓降便約0.7V。要保持300mA的LED電流，R ₂應(yīng)選用2.3Ω，其功耗亦從原來(lái)的0.39W降至0.21W。

    圖5顯示了進(jìn)一步的改善方法。一個(gè)廉價(jià)的TL431加進(jìn)電路里作為2.5V的基準(zhǔn)源。如前所述，EL7516會(huì)使FB保持在1.3V，所以通過R4的電流是: (2.5-1.3)/20=60(A)。因FB是一高阻抗引腳，我們假設(shè)這60A全數(shù)流入R5而達(dá)成同樣1.2V壓降，剩下的0.1V會(huì)由R2來(lái)完成。為了方便購(gòu)買，我們把R2選定為0.39Ω。所以通過LED的電流約為 0.1/0.39=255mA，R ₂的功耗亦大幅降低至: 0.1×0.255=26(mW)。

    通過實(shí)驗(yàn)，我們得出圖3與圖5的效率比較結(jié)果,見表1。

結(jié)論

    從以上實(shí)驗(yàn)可以見到，只要在電路上稍作改動(dòng)，可大大提高大電流LED的工作效率。實(shí)驗(yàn)中，我們采用5V輸入，實(shí)際的應(yīng)用很可能是單個(gè)鋰電池供電。EL7516最低工作電壓為2.3V，所以適用于單個(gè)鋰電池供電。但EL7516內(nèi)置MOSFET有峰值電流(1.3A/min)保護(hù)，如鋰電池電壓掉到3V以下，驅(qū)動(dòng)四顆LED有可能觸發(fā)電流保護(hù)。如須要在3V以下工作，最好把輸出減少為三顆LED。