驱动器，并专门介绍了用于要求大电流能力的便携设备闪光应用的驱动器，以及集成了多种功能的照明管理集成电路和针对扣式电池优化了的

　　白光LED广泛用于小型液晶显示器（LCD）面板及键盘背光以及指示器应用。高亮度LED则用于手机和数码相机的闪光光源。这些应用需要优化的驱动器解决方案，能够延长电池使用时间、减小印制电路板（PCB）面积及高度。在这些应用领域，常见的LED驱动器方案涉及线性、电感型或电荷泵型不同拓扑结构，各有其特点。例如，电感型方案总能效最佳;电荷泵方案由于使用低高度陶瓷电容，占用的电路板面积和高度极小; 线性方案非常适合色彩指示器以及简单的背光应用。所有这三种类型拓扑结构的LED驱动器方案（参见图1），满足用户不同的应用需求。

　　在电荷泵型方案方面，半导体提供支持不同调光类型的产品，如单模、双模、三模或四模电荷泵方案等，如CAT3200、 NCP5602、NCP5612、NCP5623、CAT3606、CAT3616、CAT3626、CAT3603、CAT3604、CAT3614、 NCP5603等。以NCP5623为例，这是一款采用 2.0 mm2.0 mm0.55 mm LLGA-12无铅封装的高能效LED驱动器，带有I2C接口，内置渐进调光功能，特别设计用于驱动手机等便携产品中的RGB LED装饰光和增强型LCD背光。NCP5623实现94%峰值能效和低于1微安的待机电流，将便携设备电池工作时间延至最长。对典型应用而言，该器件除了具备极小型IC封装的优势之外，兼具仅需4个无源元件就能工作的特点。该器件还具备短路和过压保护功能，在LED失效时保护系统。

　　在线性背光驱动器方案方面，安森美半导体提供2到 4个通道的多款单模LED驱动器，如CAT4002A、CAT4002B、 CAT4003B、CAT4004A和CAT4004B等。这些背光驱动器提供32级调光控制，提供25 mA的固定或可调节输出电流和低于1 A的极低关闭电流，而且没有开关电源噪声问题。这些单模LED驱动器通常作为系统级方式的一部分，用于设计集成低电压LED和简单LED驱动器的背光电路。这些驱动器电路简单，帮助延长电池使用时间、降低成本（如节省外部电容）及降低噪声，为入门级便携产品及低成本手机市场提供一种简单的方案。

　　值得一提的是，在相机闪光应用中，除了可以使用NCP5005和CAT4134这样的电感升压型驱动器，还可以使用NCP5680和 CAT3224这样的电荷泵型驱动器，从而支持高百万像素相机闪光，以及替代氙气闪光，配合纤薄设计。其中，NCP5680和CAT3224均是基于超级电容的LED驱动器，分别可提供10 A和4 A的大闪光电流。

　　实际上，如今的500万像素或更高分辨率的相机为了在弱光下拍得高分辨率的照片，需要高亮度的闪光。当今的白光LED能够提供这个等级的光能，但需要比相机电池能提供的能量高出近400%。以安森美半导体的NCP5680为例，这器件配合电池管理一颗超级电容来驱动LED闪光至充分亮度，提供达10 A的大峰值电流。NCP5680中的集成驱动器还管理超级电容，处理峰值功率功能，如变焦、自动对焦、音频、视频、无线传输、GPS数据读取及射频 （RF）放大，延长电池使用时间而不放弃纤薄型设计。NCP5680集成了超级电容充电、浪涌电流管理和LED电流控制所需的全部电路，节省设计人员的开发时间、电路板空间及元器件成本。

　　CAT3224则是业界首款4 A单芯片超级电容LED驱动器（见图3），集成了双模1x/2x电荷泵，提供三项关键功能：精密的超级电容充电控制、电流放电至LED闪光的管理，以及为 LED手电筒模式提供恒流。这三种模式的工作电流能以3颗外部电阻作简易编程，能吸收达4 A的LED闪光脉冲电流。超级电容技术的高峰值电流优势，结合CAT3224简单的并行逻辑接口，使这器件成为采用LED替代氙气灯的应用的极佳选择。

　　在低压便携设备应用方面，除了上述LED驱动器，安森美半导体还提供一些新颖的产品，如NCP5890和CAT3661。其中，NCP5890是一款独特的照明管理集成电路（LMIC），以3 mm x 3 mm x 0.5 mm的极小型封装中集成了液晶显示器（LCD）背光、装饰光控制和环境光感测功能。

　　众所周知，当今的便携电子产品很流行较大的LCD屏幕和LED照明效果。为了满足所有这些照明要求，硬件设计人员通常需要采用数个LED驱动器。由于电路板空间有限，要实现更先进的照明效果，通常需要大量的软件编程和微（MCU）资源。安森美半导体提供NCP5890这样的更简单单芯片硅解决方案，具有多种以指令控制实现的照明效果，帮助硬件设计工程师满足他们特定的照明和电源设计目标。这款照明管理IC具有30 V输出电压能力，驱动串联LED，实现对LCD屏幕的均衡背光。此外，这器件控制三组白光 LED或RGB LED，在键盘或底盘上营造出装饰光图案，与背光形成独特的组合。这驱动器还根据环境光的亮度来调节背光电流，从而延长电池使用时间。NCP5890是紧凑型智能手机等应用的专用解决方案。

　　如今，越来越多的创新型便携设备采用扣式电池（coin cell）供电，如医疗应用中的血糖仪、数字体温计、血氧计、呼吸分析仪和生理监测仪等。由于这种电池的独特特性以及需要长工作寿命，这些紧凑型应用需要定制的LED驱动器，不仅要管理背光，还要监测电池电量。在这类应用中，可以采用安森美半导体计划于2010年下半年推出的CAT3661 2至2.5 V单LED驱动器。这器件同样采用安森美半导体专利的四模（Quad Mode）电荷泵架构，能效高达92%，静态电流低至约150 A，提供可调节的低电池电量检测功能，以及强固的LED故障监测、软启动和短路限制等保护功能，采用低高度的3 x 3 mm TQFN-16封装，非常适合这些便携设备应用。

　　目前，几乎市场上所有LED日光灯的电源都是采用内置式。所谓内置式就是指电源可以放在灯管里面。这种内置式的最大优点就是可以做成直接替换现有的荧光灯管，而无需对原有电路作任何改动。所以内置式电源的形状通常都是做成长条形，以便塞进半圆形的灯管中去。隔离式是指在输入端和输出端有隔离变压器隔离，这种变压器可能是工频也可能是高频的。但都能把输入和输出隔离起来。可以避免触电的危险。也容易通过CE或UL认证。

　　采用内置式电源的最大优点就是可以直接替换现有荧光灯而不需要对原有的接线做任何改变。那么内置式的这种优点是不是也付出一定的代价呢？的确如此，而且这个代价还不小。这要从普通荧光灯的镇流器结构说起：我们知道，最普通的荧光灯的起辉是采用一个串联的铁芯电感和一个并联的起辉器（图 3a）。对于这种电路在用LED日光灯直接替换时，只要拔掉起辉器就可以了。但是由于铁芯电感仍然串联在电路中，所以它仍然带来将近 6.4W（Philip）到10W（国产）的损耗，结果由于这部分的额外损耗就大大降低了LED的节电功效。例如，本来一个20W的LED日光灯可以取代一个36W的荧光灯，以内置非隔离式的20W LED日光灯为例，实测结果如下。

　　也就是说，直接换的结果是效率大大降低，对于国产电感镇流器，效率只有56.2%。只比普通荧光灯节电6.8W。这使得LED日光灯的节电效能大打折扣，以致合同能源管理（EMC）难以执行。

　　这种半圆柱的表面积为：2R*h/2=R*h。对于T8灯管来说，它的直径为26mm，所以半径为13mm。1.2米的T8灯管，其表面积为：*1.3+120=490cm2，我们知道LED散热器的表面积通常要求60cm2/W。，所以这种半铝管只能散8W左右的热量。而T8型 LED日光灯通常输入功率为20W，假定LED的发光效率只有20%，那么有16W的输入电功率都变成热量。而现在只能散去8W的热量，而还有8W的热量无法散去，其结果就是使得LED的结温升高，寿命缩短。

　　不仅如此，由于电源内置，电源的热量也就加入到管内，假定电源的效率为88％，所以就有2.4W的热量也要散去，相当于又要增加30％的热量，也就是说一共有10.4W的功率无法散发出去。使得LED的散热又增加的一份困难，或者说，使得LED的使用寿命也更加缩短。而且，电源的长度大约为灯管长度的五分之一，电源所发的热也集中在这一段里面，使得靠近电源的这些LED受到更热的烘烤，因而寿命也比其他地方的LED更短，灯管在损坏时，靠近电源的一段先黑掉。可以认为，内置电源的LED日光灯的寿命不会高于10，000小时。而且把电源放到管子里面，电源本身还要承受由LED产生的很高的环境温度，这就大大降低了电源里的电解电容的寿命，也就降低了整个灯具的寿命。

　　因为内置电源的LED日光灯寿命只有10，000小时，和外置电源的50，000小时相比，其使用成本显然高了5倍。不仅如此，在使用过程中，不管是 LED损坏了，还是电源损坏了，通常两个都要一起丢弃。而外置式电源的LED日光灯，则可以坏了哪个丢哪个。此外，内置电源式也增加了电子垃圾的回收处理的成本。因为必须把电源部分拆出来再分别处理。外置式电源，不仅效率高、寿命长，而且还可以增加手动调光或自动调光等特殊功能，这些都是内置式所无法比拟的！可以认为，内置式的缺点和问题是很严重的，遗憾的是，有些人只是贪图它在购买时可能便宜10%，而不顾其使用成本高5倍以上。真可谓是为小失大，得不偿失！

　　本文就对LED照明电源当中次级恒流的一些常见方法进行了总结。LED驱动电源将直接决定LED灯的可靠性与寿命，作为电源工程师，我们知道LED的特性需要恒流驱动，才能保证其亮度的均匀，长期可靠的发光。首先我们先来谈谈比较流行的TL431的几种恒流方式。

　　如上图，即是利用单个TL431恒流的示意图。这种电路的原理非常简单，主要利用了431的2.495V的基准来做恒流，并且同样限制了LED上面的压降，但优点与缺点同样明显。

　　优点：电路简单，元器件少，成本低，因为TL431的基准电压精度高，R12，T13只要采高精度电阻，恒流精度比较高。

　　缺点：由于TL431是2.5V基准，故恒流取样电路的损耗极大，不适合做输出电流过大的电源。而此电路的致命缺陷是不能空载，故不适合做外置式的LED电。