多年來(lái)，便攜式電子設(shè)備（如手機(jī)和掌上電腦）一直使用單色液晶顯示屏（LCD），且背景光通常由一個(gè)或多個(gè)低壓綠色或藍(lán)色led提供。但是，多功能便攜式設(shè)備以及如復(fù)雜的游戲機(jī)等應(yīng)用的出現(xiàn)，要求屏幕能精確地顯示全色圖像。如要使LCD屏幕具有全色顯示能力，需要使用白色光源。目前有多種白色光源可供設(shè)計(jì)師選擇。

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　　典型的彩色led需要2.1伏正向電壓的20毫安驅(qū)動(dòng)電流，并且可由一節(jié)鋰離子電池或多節(jié)鎳金屬氫化物電池驅(qū)動(dòng)。剩余的電路較為簡(jiǎn)單，僅需一個(gè)開(kāi)關(guān)和一個(gè)與LED串聯(lián)的電阻器。

　　而白色光源則需要使用一個(gè)冷陰極熒光燈（CCFL）或一個(gè)白色LED。CCFL光源可能需要高達(dá)20伏的電源或負(fù)電壓源。手持設(shè)備的電池不易提供此類電壓，而需要使用高壓或負(fù)壓變壓器。白色LED需4.1伏的20毫安電源，與CCFL設(shè)計(jì)相比，此類電源更易于獲取且效率更高。

　　與彩色LED不同，白色LED不能直接由電池驅(qū)動(dòng)。鋰離子提供的平均電壓小于白色LED的正向電壓降。因此，必須對(duì)來(lái)自電池的電壓進(jìn)行升壓，從而為L(zhǎng)ED提供更高的電壓和恒定的電流。系統(tǒng)設(shè)計(jì)師有幾種可選方案以完成這一工作。

　　升壓轉(zhuǎn)換器

　　第一種用于提供所需高電壓的方案是具有固定輸出電壓的升壓轉(zhuǎn)換器。采用安森美半導(dǎo)體NCP1400的典型電路,其串聯(lián)電阻器將固定電壓轉(zhuǎn)換為電流。

　　LED的亮度取決于轉(zhuǎn)換器電壓的精度、電阻器精度以及LED的電壓-電流特性。由于電阻器的損耗，因此總效率較低。因?yàn)橐_保穩(wěn)定性，電阻器的電壓降必須至少為轉(zhuǎn)換器輸出電壓的10%。

　　如果需要調(diào)節(jié)亮度控制，也有幾種可選方案。用1kHz信號(hào)調(diào)制NCP1400的使能引腳、改變輸出電壓或改變電阻值等方法，都可改變LED的平均亮度。

　　如要啟動(dòng)使能引腳，必須提供具有可調(diào)工作比的適當(dāng)1kHz信號(hào)。設(shè)計(jì)師還必須考慮NCP1400的接通時(shí)間。使用數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）改變輸出電壓時(shí)需要一個(gè)數(shù)字符串行接口--對(duì)大多數(shù)升壓轉(zhuǎn)換器而言不是標(biāo)準(zhǔn)配件。改變電阻值需要使用多個(gè)外部組件，特別在控制輸入為數(shù)字信號(hào)的時(shí)候。第二種用于驅(qū)動(dòng)白色LED的升壓轉(zhuǎn)換器電路是將轉(zhuǎn)換器的反饋電壓與電阻器兩端的電壓相連，從而消除由于LED正向電壓與電流特性的差異而導(dǎo)致的亮度差異。

　　選擇此類型電路時(shí)需考慮的一個(gè)問(wèn)題是反饋電壓。新型轉(zhuǎn)換器可將反饋電壓由1.25伏降至500毫伏或更低。當(dāng)幾個(gè)LED串聯(lián)時(shí)，由于電阻器的電壓降小于總輸出電壓的10%，電阻器造成的效率損失將會(huì)降低。這一電路具有LED的亮度隨電阻器和轉(zhuǎn)換器的差異而變化的局限性。

　　最終電路采用專為驅(qū)動(dòng)白色LED而設(shè)計(jì)的恒定電流輸出升壓轉(zhuǎn)換器，安森美半導(dǎo)體NCP5009器件中，恒定電流通過(guò)監(jiān)控電感器中的平均電流而獲得。

　　由于不需外接電阻器，轉(zhuǎn)換器的總效率得以提高。NCP5009具有一個(gè)數(shù)字接口，可方便地通過(guò)DSP調(diào)節(jié)亮度。比外，它還監(jiān)測(cè)環(huán)境光并在需要時(shí)啟動(dòng)LED。NCP5009采用光電晶體管測(cè)量環(huán)境光，為自動(dòng)調(diào)節(jié)LED亮度提供了創(chuàng)新的解決方案。這一功能還通過(guò)減少電池的漏電而延長(zhǎng)了便攜設(shè)備的工作時(shí)間。外部光監(jiān)視器提供來(lái)自LED的直接反饋，可避免由轉(zhuǎn)換器引起的亮度差異。

　　總之，設(shè)計(jì)師可有多種升壓轉(zhuǎn)換器用于驅(qū)動(dòng)白色LED。一些升壓轉(zhuǎn)換器可提供固定的輸出電壓，另一些則可提供恒定電流。設(shè)計(jì)師應(yīng)根據(jù)控制亮度的方式和頻度以及所需的亮度一致性進(jìn)行正確的選擇。恒定電流模式可提供一致的亮度，而固定電壓模式則受到LED組件匹配和電阻器精度的影響。設(shè)計(jì)師還可利用行業(yè)中現(xiàn)有的器件獲得靈活的控制能力，即通過(guò)數(shù)字接口進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整和微處理器控制。