LED驱动器设计实例

功能移动电话显示屏的白光LED驱动器的电源是由输入电压在2.7～4.2V之间的锂离子电池供应的。移动电话显示屏内置了4个串联的白光LED，每个LED的最大正向电流为20mA，这种设计需要⒛mA的最大输出电流和4×4V＝16V的输出电压。该移动电话要求具有显示屏亮度调整功能，即希望移动电话在闲置一段时间后，能够逐渐降低屏幕亮度。电路中的系统处理器负责提供PWM调光功能所需的数字信号。在实际设计中，电池的使用寿命是主要考虑因素，因此应尽量提高效率。移动电话显示屏大约有98％的时间处于待机模式，因此需要白光LED驱动器具有负载切断功能，以便延长电池的使用时间。由于移动电话会受到体积限制，故需要小型的集成化解决方案。

　　在实际设计中采用TPS61043能满足上述要求。TPS61043是电感式升压变换器，其内置有功率MOSFET管，它也是专为驱动白光LED而设计的驱动器。TPS61043还提供了负载切断、过电压保护和PWM调光功能。TPS61043的开关频率为1MHz，设计中可使用体积最小的外部元器件。

　　（1）检测电阻的选择
　　采用TPS61043构成白光LED驱动器的外部电路的设计关键主要是如何正确选择外部元件，同时完成适当的电路布局。电流检测电阻值是用TPS61043的参考电压0.252V除以所要求的白光LED最大电流0.02A来决定的，即电流检测电阻值为12.6Ω，电阻的功耗为5mW，因此可选择0402型电阻器以节省电路板面积。

　　（2）电感的选择
　　选择适当的电感不仅可确保设计的符合要求，而且也能满足有限的电路板面积要求。选择电感时必须考虑的三项参数有：电感值、饱和电流和线圈阻抗（DCR）。如同所有的开关式变换器一样，选择电感就是在效率和电路板面积间做出折中，较大的电感值可提供更小的阻抗、更高的效率和更大的饱和电流额定值；较小的电感则使用了较少的电路板面积，饱和电流额定值也较小，但线圈阻抗却比较大，因此整体效率较低。

　　在传统的升压变换器中，输出电感和电容会决定变换器的反馈回路是否稳定，因此被选中的电感、电容和补偿网络的器件都必须经过测试，以确保电路能够稳定工作。由于TPS61043采用了先进的控制电路，因此无论采用多大的电感值，电路都能确保工作稳定，因此不必考虑反馈补偿的问题。在这个控制电路中，开关频率F，是由电感值、输入电压、输出电压和负载电流决定的，其计算公式如下。