降壓/升壓電荷泵穩壓器采用1.6V至5.5V寬輸入為白光LED供電

MAX1759升壓/降壓電荷泵穩壓器巧妙地利用反饋網絡，以恒定電流為白光LED供電。電荷泵的 1x/2x 模式可提供高效率，特別是在兩節 NiMH 和/或堿性應用中。

介紹

自幾年前發明以來，白光發光二極管（LED）一直在穩步普及。由于它們提供比白熾燈泡更白的光和更長的使用壽命，并且比熒光燈管更易于使用，因此它們在各種照明應用中穩步獲得市場份額，例如手持電子設備中的手電筒和顯示器背光。然而，白光LED存在自己的一系列技術問題。

電池供電設備的一個明顯問題是白光LED的高正向電壓，在20mA時通常為3.6V，通常規定為最小3.0V至最大4.0V。一旦增加了鎮流電阻的壓降，所需的偏置電壓甚至更高;因此，典型的電池系統需要一個升壓DC-DC轉換器。最近，幾家IC制造商推出了各種電荷泵和電感升壓轉換器IC，專用于驅動白光LED;然而，在撰寫本文時，這些IC都不支持從兩節鎳氫電池或堿性電池組進行低壓操作。此外，其中一些專用IC在提供5V輸入時無法正確調節甚至無法正確關斷，例如來自墻上適配器。

雖然MAX1759降壓/升壓電荷泵從未用于白光LED偏置應用，但它是首款在1.6V至5.5V寬輸入范圍內調節白光LED的電荷泵。如圖1所示，MAX1759將從輸入端偏置15mA的LED電流，輸入包括兩節NiMH電池、兩節堿性電池、三節NiMH電池、三節堿性電池、單節Li+電池、2.5V或3.3V穩壓I/O電壓、5V墻上適配器或這些任意組合，用于靈活的系統。與大多數電荷泵不同，該 IC 集成降壓模式，用于對 5V 輸入進行適當調節，內部電路在關斷時完全斷開輸出，從而消除了關斷時的 LED 漏電流和相關的電池消耗。其他特性包括通過/SHDN引腳實現PWM調光，以及用于短路保護的折返電流限制。

圖1.MAX1759降壓/升壓電荷泵在1.6V至5.5V寬輸入電壓范圍內偏置15mA白光LED。

利用MAX1759的外部反饋能力和獨特的電阻連接，自動調節偏置電壓，以減小LED批次間或制造商間的差異。有關此反饋方案的更多信息，請參閱應用筆記“LDO改善白光LED鎮流器”。

效率和電池電流與電池電壓的關系如圖2所示。數據是使用非常典型的LED獲取的，正向電壓為3.6V，電流為20mA，因此，非典型LED應該會有一些變化。由于升壓模式采用2倍電荷泵配置，因此針對兩節NiMH或堿性電池的效率進行了優化。然而，從數據中可以看出，在低于1.9V的極低輸入電壓下，預計LED會有一些調光。對于 2 芯手電筒，這種在電池壽命結束時的調光是可取的，因為一些電池電量不足的警告實際上是一種安全功能。

圖2.圖1所示電路的效率和電池電流隨電池電壓而變化，特別是在大約4.25V輸入下從1倍降壓模式轉換到2倍升壓模式時。

審核編輯：郭婷