安森美半導體身為全球高能效電子產品的首要高性能硅方案供應商,提供涵蓋電感型、電荷泵型、線性等不同拓撲結構的低壓便攜設備背光或閃光方案。這些方案中,電感型方案可提供最佳的整體能效,電荷泵型方案使用低高度陶瓷電容作為能量轉移機制,占用的電路板面積和高度極小,線性驅動方案則是彩色指示器以及簡單背光應用的理想選擇。這些方案可用于滿足不同應用需求。
1)電感升壓及降壓型方案
在電感升壓型拓撲結構方面,安森美半導體提供采用PWM和/或單線式調光方式的不同產品,適合在低電壓便攜式設備背光和閃光應用中驅動白光LED。這些產品包括:輸出電流為20 mA的CAT37、CAT32、CAT4238、CAT4252、CAT4253、CAT4157、CAT4158和CAT4258,輸出電流為40 mA的CAT4137和NCP5005,輸出電流為50 mA的CAT4139,以及更大輸出電流的CAT4240(250 mA)、NCP1422(800 mA)和CAT4131(1.5 A/0.3 A)等。

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圖1:電感升壓型方案示例
以NCP5005為例,它是一款緊湊型高效率背光LED升壓驅動器,提供高達22 V電壓,可為LCD背光控制、鍵盤背光等應用的2至5個串聯白光LED供電。其能效高達90%,關機電流1 μA,工作輸入電壓范圍為2.7 V至5.5 V。它內置短路和過壓保護及欠壓切斷功能。其電流可自動匹配LCD,所有引腳均為ESD保護,低EMI輻射。
而在電感降壓型拓撲結構方案,安森美半導體提供輸出電流高達1 A的NCP1529白光LED驅動器,應用于手電筒/閃光等應用。
2)電荷泵型方案
安森美半導體專利的四模(Quad-Mode?)自適應分數電荷泵的能效比市場上常規的三模電荷泵高出提供10%,并減小多達65%的封裝,將LED驅動器的性能提升到了新的水平。Quad-Mode LED驅動器通常可為基于電感的LED驅動器提供高能效,同時消除較厚的電感和有害的EMI干擾。
大多數電荷泵LED驅動器可提供對應于輸出電壓與輸入電壓比的三種操作模式:1倍、1.5倍和2倍;而四模架構增加了1.33倍的第四種操作模式,不需要額外的電容和電感。它比三模式電荷泵效率提高了10%以上。

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圖2:電荷泵型方案示例
安森美半導體提供總輸出電流10 mA至192 mA的多種產品,涵蓋NCP1840、CAT3661、NCP5612、CAT3647、CAT3200、CAT3200H、CAT3606、CAT3616、CAT3626、CAT3636、CAT3637、CAT3649、CAT3604A、CAT3604V、CAT3614、CAT3644、CAT3648、NCP5623B/C和CAT3643等;還有更大輸出電流的產品NCP5603(200 mA DC,350 mA脈沖)、CAT3612(300 mA)和CAT3224(4閃光燈,400 mA電筒)等。

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圖3:四模比三模效率提升10%以上
以多通道LED驅動器NCP1840為例,該器件能夠幫助用戶創建任何照明圖形,獨立驅動多達8顆LED。由于處理器不再需要直接控制各個獨立LED,采用NCP1840可簡化通常由其系統設計中處理器來完成的工作;通過統一控制各個LED亮度及閃爍率的串行接口寫入寄存器或讀取寄存器,能夠方便地進行電流及調光程度編程。LED亮度程度能以對數而非線性形式控制,從而使肉眼觀看也沒有亮度失真。NCP1840采用高能效、低噪聲四模電荷泵,能夠延長電池使用時間,非常適合便攜式應用。

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圖4:NCP1840典型應用電路