白光白光LED的并联和串联驱动的并联和串联驱动
目前，PDA、移动电话和数码相机等便携式电子设备已逐步过渡到了彩色LCD显示屏，因此越来越多的产品需
要背光源。白光LED被普遍用作便携式电子设备LCD的背光源，原因是它们的复杂程度较低、成本低且尺寸小
于CCFL背光源。单色LCD可以使用电致发光背光源或LED作为背光源，而彩色显示器则需要白光背光源以正确
显示色彩。目前主要有两种方法提供白光背光源：白光LED和CCFL（冷阴极荧光灯）。CCFL在笔记本电脑中
已经应用了很多年。但考虑到光源尺寸、复杂性及成本优势，白光LED已成为小型便携式电子设备中彩色LCD
的背光源。 白光LED只需较低的直流电压（3～4V之间），可以采用简单的基于电感或电容式开
目前，PDA、移动电话和数码相机等便携式电子设备已逐步过渡到了彩色LCD显示屏，因此越来越多的产品需要背光
源。白光LED被普遍用作便携式电子设备LCD的背光源，原因是它们的复杂程度较低、成本低且尺寸小于CCFL背光源。单色
LCD可以使用电致发光背光源或LED作为背光源，而彩色显示器则需要白光背光源以正确显示色彩。目前主要有两种方法提供
白光背光源：白光LED和CCFL（冷阴极荧光灯）。CCFL在笔记本电脑中已经应用了很多年。但考虑到光源尺寸、复杂性及
成本优势，白光LED已成为小型便携式电子设备中彩色LCD的背光源。
白光LED只需较低的直流电压（3～4V之间），可以采用简单的基于电感或电容式开关变换器供电。相反，CCFL则需要
很高的交流电压（200URMS～500URMS）供电，且其成本高、体积大，需采用基于变压器的电路。红光LED和绿光LED的
正向压降为1.8～2.4V（典型值），一些常用电池即可提供足够高的电压以用来直接驱动这些LED。然而，白光LED的正向压
降为3～4V（典型值），故其通常需要一个独立电源供电。白光LED的光强与流过白光LED的电流有关，电流越大光强越高。
通常白光LED满亮度输出时的电流大约为20mA。数码相机和移动电话一般需要2～3个白光LED作为彩色LCD的背光源，PDA
一般需要3～6个白光LED作为彩色LCD的背光源。白光LED可以通过并联或串联方式驱动。并联方式的缺点是白光LED电流及
亮度不能自动匹配。而串联方式虽然可以保持固有的匹配特性，但需要较高的驱动电压无论是并联方式还是串联方式，大多数
便携式电子设备的电池电压都不足以驱动白光LED，所以需要升压变换器。电荷泵变换器是利用电容实现电压转换的，其尺寸
小、成本。但是电荷泵变换器只能输出为输入电压一定倍数的电压（如1.5倍压模式、2倍压模式）。因此，串联白光LED通常
需要用电感式开关变换器来实现更高的升压比，而且电感式开关变换器能够在较宽的输人电压范围内保持高效率。
在绝大多数应用中，单个白光LED是不够的，需要同时驱动几个白光LED，因此必须采用具有亮度控制电路的驱动器，以
确保它们的发光亮度和色彩一致，并且即使是电池放电或其他条件变化时，也要保证各白光LED的发光亮度一致。
图1给出了一组随机挑选的白光LED的电流、电压曲线，在这些白光LED上加载3.3V电压（上端虚线）会产生2～5mA范
围的正向电流，使其发出不同亮度的白光。白光LED要求高于3V的驱动电压，若低于该电压，几个白光LED可能会完全变
暗。
图1中的曲线显示了不同白光LED的电流、电压特性之间有相当大的差异，甚至是从同一产品批次中随机挑选的白光LED
也存在差异。因此，用恒定的3.3V（上端虚线）驱动这样几个并联的白光LED会产生不同亮度的白光。
图1 白光LED的电流一电压曲线
1.驱动并联白光LED
锂离子电池在完全充满电时可以提供4.2V的输出电压，在很短的一段工作时间内其值会下降到标称的3.6V电压。由于锂
离子电池放电，其输出电压会进一步下降到3.0V。如果白光LED直接由锂离子电池驱动，则会产生的问题是：当锂离子电池充
满电时，所有的LED都被点亮，但会具有不同的光强和色彩。当锂离子电池电压下降至其标称电压时，LED光强减弱，并且白
光间的差异变得更大。因此，在实际设计中必须考虑锂离子电池电压和LED正向电压的数值，且需要计算串联限流电阻的阻
值。由于锂离子电池能量会随着放电时间延长而减少，故部分白光LED将会完全熄灭。如图2所示是驱动并联白光LED的三种
电路，三种电路调节白光LED电流的方法如下。
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