WLED解決方案集成了白光LED工藝的優(yōu)點以及創(chuàng)新型節(jié)能方案(例如：環(huán)境光控照明)，從而可以在更廣范圍內(nèi)應(yīng)用，并獲得了比過去任何時候都更高的效率。現(xiàn)有的絕大多數(shù)WLED驅(qū)動器解決方案仍然要和電壓升壓驅(qū)動器解決方案搭配使用;但是，隨著WLED 應(yīng)用及技術(shù)的多樣化，WLED 驅(qū)動器解決方案的選擇空間也越來越廣。線性匹配電流源就是這樣的一個新型解決方案。德州儀器 (TI) 推出的低壓降 (LDO) 線性 WLED 驅(qū)動器 TPS7510x 就可以用于驅(qū)動 WLED。本應(yīng)用手冊將對這一新型技術(shù)與現(xiàn)有的升壓解決方案進行比較。

　　1 背景

　　早期的手機均具有較便宜的彩色發(fā)光二極管 (LED)，用于鍵盤照明和黑白液晶顯示(LCD) 背光照明。在世紀(jì)之交，LED 技術(shù)的進步實現(xiàn)了手機鍵盤的藍(lán)白光 LED 照明。白光 LED (WLED) 只不過就是帶有特殊涂層的藍(lán)光 LED，從而產(chǎn)生白色光波長。由于 WLED 可以在 LCD 顯示器上發(fā)射全色光譜，所以 WLED 現(xiàn)在為手機中主要的照明顏色。除了全色 LCD 背光照明以外，WLED 還可用于鍵盤、軌跡球及控制按鈕照明、相機快閃和閃光燈。

　　第一代 WLED 需要更高的正向電壓 (>4.2V) 和電流 (>20mA) 來實現(xiàn)手機應(yīng)用所需的發(fā)光度或亮度。這些電壓一般都高于電池電源，并且需要有驅(qū)動器IC對LED電源電壓進行升壓。由于 WLED 所需的電流很高，所以它們通常消耗了移動手持終端中大部分的電池電量。為了降低功耗并延長電池使用壽命，WLED 工藝技術(shù)的進步和生產(chǎn)成本的降低帶來了更為便宜的 WLED，這種 WLED 只需更少的電流就可產(chǎn)生所需的發(fā)光度。在電流更低(<10mA)的情況下，可以以更低的正向電壓來實現(xiàn)這些 WLED。

　　2 TPS7510x：一款線性匹配獨立電流源

　　與傳統(tǒng)的固定模式和混合模式充電泵和電感升壓轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相比，TPS7510x 的 LDO 線性調(diào)節(jié)器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(如圖 1 所示)具有更多優(yōu)點。對于大多數(shù)應(yīng)用而言，TPS7510x 是一款上述解決方案的高效替代解決方案。由于減少或省去了許多外部部件，與其它任何替代解決方案相比，TPS7510x 實現(xiàn)了更多的成本節(jié)約。這不但減少了材料清單成本，而且還降低了放置更多組件所需的額外生產(chǎn)成本。

　　組件數(shù)量減少的另一個優(yōu)點是實現(xiàn)解決方案尺寸的縮小。由于 TPS7510x 并不需要外部組件，因此整套解決方案的尺寸剛好降至 IC 尺寸的大小，對于采用 WCSP 封裝的 IC 尺寸而言為 1.44mm2。TPS7510x 的第三個優(yōu)點是近乎所有的輸入電流(99%)將用于驅(qū)動 LED;電流不會在充電泵電容器或升壓電感器上發(fā)生損耗。這一節(jié)能架構(gòu)使電池放電壽命的平均效率提高了 87% 以上。對于一個額定電壓為 3.6V 的電池而言，該解決方案的效率一般都高于 99%。

　　LDO 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)最大的一個缺點就是 LED 的正向電壓局限于輸入電壓與壓降之差(一般為 30mV，最大值為 100mV)。由于現(xiàn)在有許多白光 LED 可供選擇，手機解決方案中使用的 LED 電流電平 (3mA–10mA) 產(chǎn)生的正向電壓一般為 3V 或更低，因此這一局限性不再是這一解決方案的一個主要缺點。另外一個被充分證明的缺點就是線性解決方案的局限性，線性解決方案只能應(yīng)用于并聯(lián) LED 結(jié)構(gòu)。串聯(lián)結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)單節(jié)鋰離子電池應(yīng)用對正向電壓提出太高的要求。因此，TPS7510x 解決方案只能用于并聯(lián) LED 結(jié)構(gòu)。

　　3 固定升壓充電泵

　　對于使用一個固定升壓充電泵(見圖 2)的應(yīng)用而言，其輸出將被升壓至一個固定電壓，同時 LED 電流經(jīng)過調(diào)節(jié)流過每一個電阻器。由于充電泵器件較低的成本，這種方法的成本相對較低，但是 LED 電流匹配和效率可能會很低(電池放電的平均效率為 43%)。充電泵一個比較重要的優(yōu)點在于其降低了 LED 正向電壓對電源電壓(數(shù)伏電源軌以內(nèi))的依賴程度。盡管充電泵能產(chǎn)生足夠高的電壓來驅(qū)動串聯(lián)的多個 LED，但是其效率非常低且成本高昂，因此這一解決方案一般只限用于并聯(lián) LED 結(jié)構(gòu)。

　　在此類型的應(yīng)用中，TPS7510x 不但實現(xiàn)了效率提升，而且還通過減少整體部件的數(shù)量實現(xiàn)了成本節(jié)約，但是卻局限于低于電源電壓的正向電壓。