使用MAX1848為4個白光LED高效供電

本應(yīng)用簡報(bào)展示了 14V 升壓轉(zhuǎn)換器如何為四個白光 LED （WLED） 供電。采用PWM調(diào)光控制，LED效率高于典型的30V升壓轉(zhuǎn)換器。顯示了此設(shè)計(jì)的其他幾個優(yōu)點(diǎn)。

MAX1848升壓轉(zhuǎn)換器集成14V N溝道MOSFET，為三個串聯(lián)的白光LED供電。由于 R 低德森MAX1848具有14V開關(guān)的低柵極電容，比采用30V開關(guān)的競爭升壓轉(zhuǎn)換器效率更高。但是，MAX1848不能支持三個以上的串聯(lián)白光LED。對于使用四個 LED 的應(yīng)用，只需將它們排列在兩個 LED 的兩條腿中，如圖 1 所示。

圖1.MAX1848可為4個白光LED（兩個串聯(lián)LED的兩條橋臂）供電，效率高于競爭的30V升壓轉(zhuǎn)換器。

需要注意的是，MAX1848在CS時采用非常低的門限電壓（V的7.5%按），以最大限度地降低檢流電阻器的功率損耗，從而提高三種 LED 應(yīng)用的效率。然而，對于多個支路，良好的支路到支路電流匹配需要額外的鎮(zhèn)流電阻。在此設(shè)計(jì)中，首先選擇電流檢測電阻為：

為了實(shí)現(xiàn)合理的支腳匹配，每個LED的鎮(zhèn)流電阻應(yīng)至少為20Ω，對于兩個串聯(lián)的LED應(yīng)至少為40Ω。為了簡化設(shè)計(jì)，第一橋臂選擇標(biāo)準(zhǔn)的1%電阻值：35.7Ω和12.1Ω（總計(jì)47.8Ω），第二支路選擇47.5Ω電阻值。較大的鎮(zhèn)流電阻將改善匹配，但會損害效率。

對于 LED 調(diào)光控制，PWM 信號經(jīng)過 R-C 低通濾波并施加到 CTRL。MAX1848在0%占空比（零電流）至100%占空比（最大電流）范圍內(nèi)線性調(diào)節(jié)LED電流。此外，該電路在占空比為 5% 或更低時自動進(jìn)入 1μA 關(guān)斷模式，無需額外的控制線路。對于大于15kHz的PWM頻率，一個5kΩ加0.1μF R-C濾波器就足夠了。對于較低的頻率，應(yīng)增加電容，因?yàn)樵黾与娮钑?dǎo)致LED電流誤差。如果DAC輸出提供模擬電壓，則不需要R-C濾波器。

圖1所示電路使用四個表面貼裝白光LED構(gòu)建和測試。圖2顯示了PWM調(diào)光控制、關(guān)斷和支路匹配。圖3顯示了效率與調(diào)光和輸入電源電壓的關(guān)系。競爭的30V升壓轉(zhuǎn)換器的效率通常降低10%，尤其是在調(diào)光時。

圖2.PWM 調(diào)光可調(diào)節(jié) LED 電流并控制 1μA 關(guān)斷模式。支腿到支路電流匹配良好（優(yōu)于0.5mA）。

圖3.在整個輸入電源電壓范圍和 LED 調(diào)光范圍內(nèi)，效率仍然非常高，從而延長了便攜式產(chǎn)品的電池壽命。

與競爭方案相比，MAX1848還有其他一些優(yōu)勢：

開路保護(hù)消除了齊納二極管。MAX1848在LED或顯示連接器發(fā)生故障時將輸出電壓限制在安全水平。競爭器件需要昂貴的齊納二極管來防止破壞其MOSFET。

極低的 5mVP-P輸入紋波.MAX1848在連續(xù)導(dǎo)通模式下工作在1.2MHz。大多數(shù)競爭器件以較慢的頻率和不連續(xù)導(dǎo)通切換，導(dǎo)致輸入紋波超過100mVpp，這可能會對器件中的其他電路產(chǎn)生負(fù)面影響。

軟啟動消除了浪涌電流。在啟動期間，MAX1848的輸入電流永遠(yuǎn)不會超過其穩(wěn)壓值。競爭器件不包括軟啟動或使用效率較低的軟啟動技術(shù)，導(dǎo)致啟動期間電池電壓明顯下降。

小包裝選項(xiàng)。MAX1848采用8引腳SOT23（3.0mm x 3.0mm x 1.45mm）和QFN （3.0mm x 3.0mm x 1.0mm）封裝。根據(jù)要求，MAX1848可以采用芯片級UCSP? （1.55mm x 1.55mm x 0.61mm）封裝。

用于調(diào)光和關(guān)斷的 CTRL 輸入。MAX1848可通過DAC的模擬電壓或低通濾波PWM信號輕松調(diào)光。調(diào)光范圍為線性，從接近零電流到全電流。1μA 關(guān)斷模式通過相同的 CTRL 輸入，因此無需其他信號線。競爭設(shè)備僅將調(diào)光作為考慮后的應(yīng)用。

CS反饋電壓低，提高效率。電流檢測門限僅為 V 的 7.5%按以減少檢測電阻中的功率浪費(fèi)。一些競爭器件具有1.25V反饋門限。