安森美公司(on semiconduct)在2002年4月份推出的ncp5009,是一种由升压式dc/dc变换器电路和电流调节电路构成的可自动调节白光led亮度的驱动器,它可用做彩色液晶显示器(lcd)的白光led背光源驱动器。
(1)ncp5009的特点 ncp5009的主要特点是:输入电压范围为2.7~6.0v;输出电压可升高到15v;静态电流的典型值为3μa(微功耗产品);内部有开关电流检测电阻器(外部无须接电流检测电阻器);白光led的电流可由外设电阻器设定;可方便地调节白光led的亮度(有本地或远地控制的可能);外设一光电三极管,可根据环境光的亮暗自动调节白光led的亮度;有高于75%的转换效率;输出噪声低;所有引脚都有耐2kv的esd保护;10引脚贴片式封装;工作温度范围为-25~+8℃。
(2)ncp5009的典型应用
ncp5009的典型应用电路如图1所示。该电路是以升压式dc/dc变换器为基础,由外设电阻器r1,及微控制器(μc)来设定白光led电流的,并具有白光led亮度自动调节电路。与控制白光led亮度相关的引脚的功能是cs(引脚3)clk(引脚5),它们与μc连接,由μc控制亮度等级信号bn(由内部移位寄存器组成。bn=1~7,bn值越大,亮度越高)的值。iref引脚(引脚1)外接电阻器r1,r1用来设定白光led的电流。photo引脚(引脚2)外接光电三极管,用来检测环境光的亮暗及调节led的电流。
图1 ncp5009的典型应用电路
①iref、iphoto及ipeak。iref电流是从iref引脚(引脚1)流经电阻器r1到地的电流;iphoto是从photo引脚(引脚2)流经光电三极管vt1到地的电流(环境光越亮,光电三极管的内阻越小,iphoto越大);ipeak是dc/dc变换器中流过电感器l1的峰值电流。
iref与iphoto是由内部电流镜电路来控制的,它们对输出电流的比值是1:1的,并且iref与iphoto对输出电流的作用是相反的,iref的增加会使输出电流增加,但iphoto流的增加会使输出电流减小。
iref电流与ipeak电流(从ubat经电感器l1、开关管vt1到地的电流)由另一个电流镜电路控制,它们的比例是1:746(即iref=1μa时,ipeak=746μa)。当μc给出亮度等级bn值时,iphak与iref、iphoto及bn的关系式为
式中,1.24v是内部的基准电压。
环境光线较亮时,iphoto较大,由公式(3-15)可知ipeak也相应减小,则白光led的电流led也随之减小,即白光led的亮度将随iphoto的增大而减小;反之亦然。这样就可达到自动调节亮度的目的。这里要注意的是ipeak并不是直接输入白光led的iled,iled是白光led的平均电流,ipeak∝iled。当/ipeak增大时iled也随之增大。
③local端的功能。local是工作模式选择端,有两种工作模式可供选择:当此端接高电平或悬空时,工作于由μc来控制亮度的方式,即cs端与clk端与μc连接,由μc来控制bn值;当local端接低电平时,白光led的亮度不由;μc控制,即cs端与clk端不与μc连接,此时的亮度调节由pwm信号来控制。此时,cs端是片选输入端,低电平有效,其接高电平时,器件不工作。此时pwm信号从cs端输入,利用脉宽的变化使白光led以一定的频率(100~1khz)亮灭,即达到调节亮度的作用。
在图1中,由μc来调节亮度,所以local为悬空;在图2中,由pwm来调节亮度,所以local端接低电平(接地)。在采用pwm调节亮度时,ipeak与iref的关系式为
式中,7.5表示内部寄存器的亮度等级bn=7,这是一个常数,无须设定。
图2 local端的连接图
由于没有接光电三极管,iphoto=0,则公式(3-17)的另一种形式为:ipeak=iref×7.5×746。
④连接更多的白光led电路。ncp5009可连接串联及并联的负载,如图3所示。图3中有3种不同的情况,图3(a)为驱动5个并联led串,每个led串为2只白光led;图3(b)为驱动3个并联led串,每个led串为2只白光led;图3(c)为驱动3个并联led串,每个led串为3只白光led(图中的uload为ncp5009输出端的电压)。
图3 ncp5009的连接图
由ncp5009构成驱动如图3所示负载的电路的参数是ubat=3.6v,l1=22μh,采用uf≈3.35v的白光led。根据图3中给出的iled的总电流值可计算出图2电路中的r1值。 来源:小芬