目錄

　　一、 LED 發(fā)展史

　　二、 LED 的分類

　　三、 LED 驅動技術原理

　　四、 LED 驅動設計技巧

　　五、 LED 驅動設計參考案例及選型指導

　　六、 LED 散熱解決方案

　　七、 LED 產業(yè)鏈廠商大全

　　八、 設計參考資料索引

　　LED 發(fā)展史

　　1907 年 Henry Joseph Round 第一次在一塊碳化硅里觀察到電致發(fā)光現象。由于其發(fā)出的黃光太暗，不適合實際應用；更難處在于碳化硅與電致發(fā)光不能很好的適應，研究被摒棄了。

　　二十年代晚期 Bernhard Gudden 和 Robert Wichard 在德國使用從鋅硫化物與銅中提煉的的黃磷發(fā)光。再一次因發(fā)光暗淡而停止。

　　1936 年，George Destiau 出版了一個關于硫化鋅粉末發(fā)射光的報告。隨著電流的應用和廣泛的認識，最終出現了“電致發(fā)光”這個術語。 二十世紀 50 年代，英國科學家在電致發(fā)光的實驗中使用半導體砷化鎵發(fā)明了第一個具有現代意義的 LED，并于 60 年代面世。據說在早期試驗中，LED 需要放置在液化氮里，更需要進一步的操作與突破以便能高效率的在室溫下工作。第一個商用 LED 僅僅只能發(fā)出不可視的紅外光，但迅速應用于感應與光電領域。 60年代末，在砷化鎵基體上使用磷化物發(fā)明了第一個可見的紅光 LED。磷化鎵的改變使得 LED更高效、發(fā)出的紅光更亮，甚至產生出橙色的光。

　　到 70 年代中期，磷化鎵被使用作為發(fā)光光源，隨后就發(fā)出灰白綠光。LED 采用雙層磷化鎵蕊片（一個紅色另一個是綠色）能夠發(fā)出黃色光。就在此時，俄國科學家利用金剛砂制造出發(fā)出黃光的 LED。盡管它不如歐洲的 LED 高效。但在 70 年代末，它能發(fā)出純綠色的光。

　　80 年代早期到中期對砷化鎵磷化鋁的使用使得第一代高亮度的 LED 的誕生，先是紅色，接著就是黃色，最后為綠色。到 20 世紀 90 年代早期，采用銦鋁磷化鎵生產出了桔紅、橙、黃和綠光的 LED。 第一個有歷史意義的藍光 LED 也出現在 90 年代早期，再一次利用金鋼砂—早期的半導體光源的障礙物。依當今的技術標準去衡量，它與俄國以前的黃光 LED 一樣源暗淡。

　　90 年代中期，出現了超亮度的氮化鎵 LED，隨即又制造出能產生高強度的綠光和藍光銦氮鎵 Led。 超亮度藍光蕊片是白光 LED 的核心，在這個發(fā)光蕊片上抹上熒光磷，然后熒光磷通過吸收來自蕊片上的藍色光源再轉化為白光。就是利用這種技術制造出任何可見顏色的光。今天在 LED 市場上就能看到生產出來的新奇顏色，如淺綠色和粉紅色。 有科學思想的讀者到現在可能會意識到 LED 的發(fā)展經歷了一個漫長而曲折的歷史過程。事實上，最近開發(fā)的 LED 不僅能發(fā)射出純紫外光而且能發(fā)射出真實的“黑色”紫外光。那么 LED 發(fā)展史到低能走多遠，不得而知。也許某天就能開發(fā)出能發(fā) X 射線的 LED。早期的 LED 只能應用于指示燈、早期的計算器顯示屏和數碼手表。而現在開始出現在超亮度的領域。將會在接下的一段時間繼續(xù)下去。

　　LED 的分類

　　常見 LED 的分類

　　1. 按發(fā)光管發(fā)光顏色分成紅色、橙色、綠色（又細分黃綠、標準綠和純綠）、藍光等。另外，有的發(fā)光二極管中包含二種或三種顏色的芯片。根據發(fā)光二極管出光處摻 或不摻散射劑、有色還是無色，上述各種顏色的發(fā)光二極管還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型。散射型發(fā)光二極管不適合做指示燈用。

　　2. 按發(fā)光管出光面特征分為圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側向管、表面安裝用微型管等。

　　圓形燈按直徑分為 φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm 及 φ20mm 等。國外通常把 φ3mm的發(fā)光二極管記作 T-1；把 φ5mm 的記作 T-1（3/4）；把 φ4.4mm 的記作 T-1（1/4）［6-8］。

　　由半值角大小可以估計圓形發(fā)光強度角分布情況。從發(fā)光強度角分布圖來分有三類：

　　1）高指向性。一般為尖頭環(huán)氧封裝，或是帶金屬反射腔封裝，且不加散射劑。半值角為5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或與光檢出器聯用以組成自動檢測系統。

　　2）標準型。通常作指示燈用，其半值角為 20°～45°。

　　3）散射型。這是視角較大的指示燈，半值角為 45°～90°或更大，散射劑的量較大。

　　3. 按發(fā)光二極管的結構分有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧封裝及玻璃封裝等結構。

　　4. 按發(fā)光強度和工作電流分有普通亮度的 LED（發(fā)光強度小于 10mcd）；超高亮度的 LED（發(fā)光強度大于 100mcd）；把發(fā)光強度在 10～100mcd 間的叫高亮度發(fā)光二極管。一般 LED 的工作電流在十幾 mA 至幾十 mA，而低電流 LED 的工作電流在 2mA 以下（亮度與普通發(fā)光管相同）。

　　白光 LED 介紹

　　白光LED的合成途徑大體上有 2 條路可以走，第一條是RGB，也就是紅光LED+綠光LED+藍光LED，LED走RGB合成白光的這種辦法主要的問題是綠光的轉換效率底，現在紅綠藍 LED轉換效率分別達到 30%，10%和 25%，白光流明效率可以達到 60lm/w。

　　通過進一步提高藍綠光 LED 的流明效率，則白光流明效率可達到 200lm/w。由于合成白光所要求的色溫和顯色指數不同，對合成白光的各色 LED 流明效率有不同的。隨著白光 LED 的深配色、白平衡：

　　入發(fā)展，人們希望用作照明光源的白光 LED 的光譜、色品坐標、顯色性及相關色溫等均能滿足國際 CIE 和我國的有關標準，否則應認為不合格。我們對相關色溫 8000 4000K 白光 LED的光色特性及其與正向電流的關系進行了總結。長期以來，低色溫（《4000K）、高顯色性的白光 LE D 按照當前主流方案 InGaN 藍色 LED 芯片和 ce“激活的稀土石榴石黃色熒光體組合的方案實現難度大，成為人們攻關的難題。因為黃色熒光體的發(fā)射光譜中缺少紅成份。故目前大多數報告限于有關 5000K 以上的高色溫白光 LED 的工作。

　　盡管白光LED已有商品，但缺少低色溫白光LED。5000K以上的高色溫商品，顯色性差，難以滿足市場，目前，由藍色芯片和熒光體組合的低色溫白光LED 的報告極少。因此，無論從學術上研究，還是應用需要，發(fā)展低色溫（《4000K）高顯色性白光LED具有重要意義。

　　第二條路是LED+不同色光熒光粉：第一個方法是用紫外或紫光LED+RGB熒光粉來合成LED，這種工作原理和日光燈是類似的，但是比日光燈的性能要優(yōu) 越，其中紫光LED的轉換系數可達80%，各色熒光粉的量子轉換效率可以達到90%，還有一個辦法是用藍光LED+紅綠熒光粉，藍光LED效率60%，熒 光粉效率70%；還有是藍光LED+黃色熒光粉來構成白光。

　　兩種途徑相比較之下，RGB三色LED合成白光綜合性能好，在高顯色指數下，流明效率有可能高到200lm/w，要解決的主要技術難題是提高綠光LED的電光轉換效率，目前只有13%左右，同時成本高。

　　R、G、B 三基色組成

　　白色是紅綠藍三基色按亮度比例混合而成，當光線中綠色的亮度為69%，紅色的亮度為21％，藍色的亮度為10％時，混色后人眼感覺到的是純白色。但LED 紅綠藍三色的色品坐標因工藝過程等原因無法達到全色譜的效果，而控制原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光，稱為配色。當為全彩色LED 顯示屏進行配色前，為了達到最佳亮度和最低的成本，應盡量選擇三原色發(fā)光強度成大致為3:6：1 比例的LED 器件組成像素。白平衡要求三種原色在相同的調配值下合成的仍舊為純正的白色。

　　原色、基色：

　　原色指能合成各種顏色的基本顏色。色光中的原色為紅、綠、藍，色度圖中的三個頂點為理想的原色波長。如果原色有偏差，則可合成顏色的區(qū)域會減小，光譜表中的三角形會縮小，從視覺角度來看，色彩不僅會有偏差，豐富程度減少，見下圖。

　　LED 發(fā)出的紅、綠、藍光線根據其不同波長特性可大致分為紫紅、純紅、橙紅、橙、橙黃、黃、黃綠、純綠、翠綠、藍綠、純藍、藍紫等，橙紅、黃綠、藍紫色較純紅、 純綠、純藍價格上便宜很多。三個原色中綠色最為重要，因為綠色占據了白色中69％的亮度，且處于色彩橫向排列表的中心。因此在權衡顏色的純度和價格兩者之 間的關系時，綠色是著重考慮的對象。

　　大功率LED封裝結構

　　隨著半導體材料和封裝工藝的提高，LED的光通量和出光效率逐漸提高， 從而使固體光源成為可能， 已廣泛應用于交通燈、汽車照明、廣告牌等特殊照明領域， 并且逐漸向普通照明領域過渡， 被公認為有望取代白熾燈、熒光燈的第四代光源。

　　不同應用領域對LED光源提出更高要求， 除了對LED出光效率、光色有不同的要求， 而且對出光角度、光強分布有不同的要求。這不但需要上游芯片廠開發(fā)新半導體材料， 提高芯片制作工藝， 設計出滿足要求的芯片， 而且對下游封裝廠提出更高要求， 設計出滿足一定光強分的封裝結構， 提高LED外部的光利用率。

　　目前封裝多種多樣，封裝將隨著今后的發(fā)展，不斷改進和迎合實際需要，為LED今后在各個領域應用奠定基礎。

　　LED 驅動技術原理

　　超高亮 LED 的特性

　　下圖為正向壓降（VF）和正向電流的（IF）關系曲線，由曲線可知，當正向電壓超過某個閾值（約2V），即通常所說的導通電壓之后，可近似認為，IF 與 VF 成正比。見表是當前主要超高亮LED 的電氣特性。由表可知，當前超高亮 LED 的最高 IF 可達 1A，而 VF 通常為 2～4V。

　　由于 LED 的光特性通常都描述為電流的函數，而不是電壓的函數，光通量（φV）與 IF 的關系曲線，因此，采用恒流源驅動可以更好地控制亮度。此外，LED 的正向壓降變化范圍比較大（最大可達 1V 以上），而由上圖中的 VF-IF 曲線可知，VF 的微小變化會引起較大的，IF 變化，從而引起亮度的較大變化。所以，采用恒壓源驅動不能保證 LED 亮度的一致性，并且影響 LED的可靠性、壽命和光衰。因此，超高亮 LED 通常采用恒流源驅動。

　　下圖是 LED 的溫度與光通量（φV）關系曲線，由下圖可知光通量與溫度成反比，85℃時的光通量是 25℃時的一半，而一 40℃時光輸出是 25℃時的 1．8 倍。溫度的變化對 LFD 的波長也有一定的影響，因此，良好的散熱是 LED 保持恒定亮度的保證。

　　下圖是 LED 的溫度與光通量關系曲線。

　　一般 LED 驅動電路介紹

　　由于受到 LED 功率水平的限制，通常需同時驅動多個 LED 以滿足亮度需求，因此，需要專門的驅動電路來點亮 LED。下面簡要介紹 LED 概念型驅動電路。

　　阻限流電路

　　如下圖所示，電阻限流驅動電路是最簡單的驅動電路，限流電阻按下式計算。

　　式中：

　　Vin 為電路的輸入電壓：

　　VF 為 IED 的正向電流；

　　VF 為 LED 在正向電流為，IF 時的壓降；

　　VD 為防反二極管的壓降（可選）；

　　y 為每串 LED 的數目；

　　x 為并聯 LED 的串數。

　　由上圖可得 LED 的線性化數學模型為

　　式中：

　　Vo 為單個 LED 的開通壓降；

　　Rs 為單個 LED 的線性化等效串聯電阻。

　　則上式限流電阻的計算可寫為

　　當電阻選定后，電阻限流電路的 IF 與 VF 的關系為

　　由上式可知電阻限流電路簡單，但是，在輸入電壓波動時，通過 LED 的電流也會跟隨變化，因此調節(jié)性能差。另外，由于電阻 R 的接人損失的功率為 xRIF，因此效率低。

　　線性調節(jié)器介紹

　　線性調節(jié)器的核心是利用工作于線性區(qū)的功率三極管或 MOSFFET 作為一動態(tài)可調電阻來控制負載。線性調節(jié)器有并聯型和串聯型兩種。

　　下圖 a 所示為并聯型線性調節(jié)器又稱為分流調節(jié)器（圖中僅畫出了一個 LED，實際上負載可以是多個 LED 串聯，下同），它與 LED 并聯，當輸入電壓增大或者 LED 減少時，通過分流調節(jié)器的電流將會增大，這將會增大限流電阻上的壓降，以使通過 LED 的電流保持恒定。

　　由于分流調節(jié)器需要串聯一個電阻，所以效率不高，并且在輸入電壓變化范圍比較寬的情況下很難做到恒定的調節(jié)。

　　下圖 b 所示為串聯型調節(jié)器，當輸入電壓增大時，調節(jié)動態(tài)電阻增大，以保持 LED 上的電壓（電流）恒定。

　　由于功率三極管或 MOSFET 管都有一個飽和導通電壓，因此，輸入的最小電壓必須大于該飽和電壓與負載電壓之和，電路才能正確地工作。

　　開關調節(jié)器介紹

　　上述驅動技術不但受輸入電壓范圍的限制，而且效率低。在用于低功率的普通 LED 驅動時，由于電流只有幾個 mA，因此損耗不明顯，當用作電流有幾百 mA 甚至更高的高亮 LED 的驅動時，功率電路的損耗就成了比較嚴重的問題。開關電源是目前能量變換中效率最高的，可以達到 90％以上。Buek、Boost 和 Buck-Boost 等功率變換器都可以用于 LED 的驅動，只是為

　　了滿足 LED 的恒流驅動，采用檢測輸出電流而不是檢測輸出電壓進行反饋控制。

　　下 圖（a）為采用 Buck 變換器的 LED 驅動電路，與傳統的 Buek 變換器不同，開關管 S 移到電感 L 的后面，使得 S 源極接地，從而方便了 S 的驅動，LED 與 L 串聯，而續(xù)流二極管 D 與該串聯電路反并聯，該驅動電路不但簡單而且不需要輸出濾波電容，降低了成本。但是，Buck變換器是降壓變換器，不適用于輸入電壓低或者多個 LED 串聯的場合。

　　上圖（b）為采用 Boost 變換器的 LED 驅動電路，通過電感儲能將輸出電壓泵至比輸入電壓更高的期望值，實現在低輸入電壓下對 LED 的驅動。優(yōu)點是這樣的驅動 IC 輸出可以并聯使用，有效的提高單顆 LED 功率。

　　上圖（c）為采用 Buck—Boost 變換器的 LED 驅動電路。與 Buek 電路相似，該電路 S 的源極可以直接接地，從而方便了 S 的驅動。Boost 和 Buck-Boosl 變換器雖然比 Buck 變換器多一個電容，但是，它們都可以提升輸出電壓的絕對值，因此，在輸入電壓低，并且需要驅動多個LED 時應用較多。

　　PWM 調光知識介紹

　　在手機及其他消費類電子產品中，白光 LED 越來越多地被使用作為顯示屏的背光源。近來，許多產品設計者希望白光 LED 的光亮度在不同的應用場合能夠作相應的變化。這就意味著，白光 LED 的驅動器應能夠支持 LED 光亮度的調節(jié)功能。目前調光技術主要有三種：PWM 調光、模擬調光、以及數字調光。市場上很多驅動器都能夠支持其中的一種或多種調光技術。本文

　　將介紹這三種調光技術的各自特點，產品設計者可以根據具體的要求選擇相應的技術。

　　PWM Dimming （脈寬調制） 調光方式——這是一種利用簡單的數字脈沖，反復開關白光 LED驅動器的調光技術。應用者的系統只需要提供寬、窄不同的數字式脈沖，即可簡單地實現改變輸出電流，從而調節(jié)白光 LED 的亮度。PWM 調光的優(yōu)點在于能夠提供高質量的白光，以及應用簡單，效率高！例如在手機的系統中，利用一個專用 PWM 接口可以簡單的產生任意占空比的脈沖信號，該信號通過一個電阻，連接到驅動器的 EN 接口。多數廠商的驅動器都支持PWM 調光。

　　但是，PWM 調光有其劣勢。主要反映在：PWM 調光很容易使得白光 LED 的驅動電路產生人耳聽得見的噪聲（audible noise，或者 microphonic noise）。這個噪聲是如何產生？通常白光 LED 驅動器都屬于開關電源器件（buck、boost 、charge pump 等），其開關頻率都在 1MHz左右，因此在驅動器的典型應用中是不會產生人耳聽得見的噪聲。但是當驅動器進行 PWM

　　調光的時候，如果 PWM 信號的頻率正好落在 200Hz 到 20kHz 之間，白光 LED 驅動器周圍的電感和輸出電容就會產生人耳聽得見的噪聲。所以設計時要避免使用 20kHz 以下低頻段。

　　我們都知道，一個低頻的開關信號作用于普通的繞線電感（wire winding coil），會使得電感中的線圈之間互相產生機械振動，該機械振動的頻率正好落在上述頻率，電感發(fā)出的噪音就能夠被人耳聽見。電感產生了一部分噪聲，另一 部分來自輸出電容?，F在越來越多的手機設計者采用陶瓷電容作為驅動器的輸出電容。陶瓷電容具有壓電特性，這就意味著：當一個低頻電壓紋波信號作用于輸出電 容，電容就會發(fā)出吱吱的蜂鳴聲。當 PWM 信號為低時，白光LED 驅動器停止工作，輸出電容通過白光 LED 和下端的電阻進行放電。因此在 PWM 調光時，輸出電容不可避免的產生很大的紋波?？傊?，為了避免 PWM 調光時可聽得見的噪聲，白光LED 驅動器應該能夠提供超出人耳可聽見范圍的調光頻率！

　　相對于 PWM 調光，如果能夠改變 RS 的電阻值，同樣能夠改變流過白光 LED 的電流，從而變化 LED 的光亮度。我們稱這種技術為模擬調光。

　　模擬調光最大的優(yōu)勢是它避免了由于調光時所產生的噪聲。在采用模擬調光的技術時，LED的正向導通壓降會隨著 LED 電流的減小而降低，使得白光 LED 的能耗也有所降低。但是區(qū)別于 PWM 調光技術，在模擬調光時白光 LED 驅動器始終處于工作模式，并且驅動器的電能轉換效率隨著輸出電流減小而急速下降。所以，采用模擬調光技術往往會增大整個系統的能耗。

　　模擬調光技術還有個缺點在于發(fā)光質量。由于它直接改變白光 LED 的電流，使得白光 LED的白光質量也發(fā)生了變化！

　　除了 PWM 調光，模擬調光，目前有些產商的驅動器支持數字調光。具備數字調光技術的白光LED 驅動器會有相應的數字接口。該數字接口可以是 SMB、I2C、或者是單線式數字接口。系統設計者只要根據具體的通信協議，給驅動器一串數字信號，就可以使得白光 LED 的光亮發(fā)生變化。

　　LED 驅動設計技巧

　　LED 串并聯驅動方式參考設計

　　LED 因其 VF 值特性原因做不到相同，隨著溫度及電流大小也有些 VF 值也會發(fā)生變化，一般不適合并聯設計。但是有些情況又不得不并聯解決多顆 LED 驅動成本問題，這些設計可以為大家做些參考。

　　注意需要 VF 值分檔，同檔 VF 值的 LED 盡量使用在同一產品上面，產品可以保證誤差電流在1mA 之內、LED 相對工作恒流狀態(tài)。

　　下圖采用集成三極管可以保持每路 LED 電流一致，這些三極管在相同溫度環(huán)境下、相同工藝條件生產出來的 β 值一樣，可以保證每路電流基本一樣。恒流部分在要求不是很高的條件下可以這樣設計，穩(wěn)定的電壓或穩(wěn)定的 PWM 伏值驅動穩(wěn)壓后的三極管偏壓，做到基本恒流。

　　下圖采用精度較高的 IC 做恒流參考源，R 可以設定 IC 輸出電流，一經確定 R 阻值可以使用固定電阻代替。多三極管集成器件的使用可以減少 IC 的使用數量，從而減低設計產品成本。

　　線 性大功率 LED 恒流輸出可以并聯使用，在產品設計中我們往往找不到較大電流的驅動 IC，一般 2A 以上就很少見，標稱 2A 的 IC 也不一定可以極限使用。大于 1A 的 IC 工藝成本的原因 MOS 管都是外置，外置 MOS 管線路復雜，可靠性減低。并聯使用是有效的設計辦法。

　　下圖采用 DD312 并聯參考設計直接驅動 3 顆 6W LED。使能 PWM 控制信號需要適當的隔離，免相互干擾和驅動能力問題。EN 使能電壓要符合規(guī)格書要求，不要電壓太高損壞 EN 腳。一般 IC 耐壓是指負載和電源，沒有注明激勵電壓請不要大于 5V 設計。

　　像這種檢測在 LED 的一端 LED 恒流驅動 IC 也可以并聯設計驅動，實際上 IC 是單獨工作的，最后在并流一起。DC-DC 方式是工作在較高的頻率上，需要注意的是 PCB 布板時避免交叉設計，各自濾波、旁路電容要緊靠 IC 附近，負載電流最后會和即可。

　　當然可以 2 并，也可以 3 并或多并聯設計，不過要提醒多試之！

　　LED 驅動設計參考案例及選型指導

　　大功率 LED 溫度保護參考設計

　　最佳的溫度保護居里點溫度應該是 80-90℃。最高環(huán)境溫度，夏天 40℃，在夏日光暴曬 50℃，50℃為最高環(huán)境溫度，一般大功率 LED 結溫度在 120℃是可以承受的，芯片到鋁基板的熱阻，規(guī)格書一般推薦 10-15℃，那 LED 基板要保證在 120-15=105℃。保留溫差取 50--105℃中間值 77.5℃，一般電子元器件工作溫度在 85℃是可靠的，77℃是符合這個原則。

　　建議 77℃開始啟動保護，85℃前大幅度的減低電流，90℃徹底完成產品溫度保護功能。選者居里點在 85℃左右的熱敏電阻可以設計出理想電路。

　　下圖用點晶公司 DD311 和 DD312 做參考設計。

　　手機 LED 應用設計

　　德州儀器的 TPS61150/1 產品是一款具備雙穩(wěn)壓電流輸出的白光 LED 驅動器，能夠驅動翻蓋手機中用于主顯示屏與副顯示屏 LCD 背光照明的白光 LED。同時，該器件的雙通道輸出也可驅動顯示屏與鍵區(qū)的背光照明，其在單個較大顯示屏上可驅動多達 12 個白光 LED。PS61150/1 無需外部有源電源組件的支持，即可實現較高的效率與設計靈活性。

　　美 信 MAX1553/MAX1554 高效率， 升壓到 40V 為 2 到 10 白色 LED 的轉換器驅動。應用于小LCD 屏和按鍵區(qū)域背光照明。MAX1553/MAX1554 能夠以恒定電流驅動串聯的白色 LED，為蜂窩電話、PDA 及其它手持設備提供高效的顯示器背光驅動。這款升壓轉換器內部包含一個0V、低 RDSON 的 N 溝道 MOSFET 開關，可提高效率、延長電池壽命。MAX1553 限流為 480mA，可驅動 2 至 6 只白色 LED；MAX1554 限流為 970mA，可驅動多達 10 只白色 LED。一個模擬/PWM Dual ModeTM 輸入提供了兩種簡便的亮度調節(jié)方式，單獨的使能輸入提供開/關控制。軟啟動可降低啟動過程中的浪涌電流。 MAX1553/MAX1554 采用節(jié)省空間的 8 引腳 TDFN 3mm x 3mm 封裝。

　　美信 MAX1576 480mA 白色 LED 1x/1.5x/2x 電荷泵式從背光照亮到照相機閃光燈應用。

　　MAX1576 電荷泵能夠以高達 480mA 的總電流驅動兩組、每組四個 LED。對于閃爍狀態(tài)的 LED組，允許每個 LED 電流達到 100mA 的電流。每組 LED 具有獨立的電流設置、脈沖亮度調節(jié)和2 線亮度控制。利用自適應開關，在單節(jié)鋰電池的整個放電過程中平均效率可以達到 83%。

　　對于使用 LED 閃光燈的數碼照相機，MAX1576 是理想選擇。

　　LM27964 有 I2C 的獨立控制的，多按鍵區(qū)域背光指示應用 IC。 LM27964 芯片還內置 I！C 兼容接口，采用鋰電池供電，其輸入電壓為 2.7～5.5V。這三款白光發(fā)光二極管驅動器采用雙增益結構，可讓穩(wěn)壓器因情況選擇適當的輸入/輸出電壓增益，適用于移動電話、個人數字助理、便攜式電 子游戲機及 MP3 媒體播放器。

　　LP3954 電話 LED 指示包括展覽背光、RGB、按鍵區(qū)和照相機閃光等應用。

　　LP3954 背光發(fā)光二極管驅動器可以控制手持式電子產品發(fā)出的各種不同的燈光，最適用于移動電話、數碼相機、電子游戲機及 MP3 播放機。

　　LP3954 的燈光管理單元采用小巧的 micro SMD 封裝，內含兩個背光驅動器、一個雙組裝紅綠藍光發(fā)光二極管控制器、一個閃燈發(fā)光二極管驅動器及一個 A/D 轉換器，以上電路全部集成在這顆單芯片之內。在這 些內置的電路之中，高度集成的磁力升壓 DC/DC 轉換器負責驅動高電流負載，其優(yōu)點是適用于電池電壓范圍，而且效率極高。

　　LP3954 芯片是專門管理便攜式系統燈光的管理單元，可以驅動兩組各自獨立控制的白光發(fā)光二極管背光系統，分別為主及副顯示屏幕提供背光。部分便攜式系統可能只有一 個加大的顯示屏幕，在這種情況下，各單元可以匯集一起，一同驅動高達 6 個發(fā)光二極管。此外，這兩個背光驅動器除了可以調節(jié)所有發(fā)光二極管，以確保亮度均勻之外，還設有自動調節(jié)光暗的功能。

　　飛 兆半導體 FAN5611/12/13/14 PDA/MP3 等低端 LED 背光源應用 IC。FAN5613 是FAIRCHILD 公司生產的低壓差白色 LED 驅動器，能并聯驅動 4 個白色 LED。 主要特點：壓差小于 300mV；4 個并聯的 LED 電流匹配，差值《±3%；無需外圍元件來匹配 4個 LED 的均流；每個 LED 最大電流可達 40mA；有 EN 端可實現關閉，關閉狀態(tài)時耗電《1μA；并且可輸入 PWM 信號實現 LED 的亮度調節(jié)；小尺寸 8 管腳 SC-70 封裝；工作溫度-40~+85℃。 飛 兆半導體 FAN5609 三態(tài)泵式背光源驅動（4×20mA） 80mA PDA、DSC、MP3 Players FAN5609 驅動器如何在 LED 之間提供電流匹配，而無需使用限流電阻。唯一缺點是每個 LED都需要連接到驅動器。 并非所有并聯 LED 驅動器都需要升壓電路。白光 LED 需要的正向電壓相對較高。最新的技術趨勢是將該電壓降低-低于 3V。

　　LED 大屏幕參考設計

　　LED 顯示屏發(fā)展經歷了三個階段：

　　1. 1990 年以前 LED 顯示屏的成長形成時期。一方面，受 LED 材料器件的限制，LED 顯示屏的應用領域沒有廣泛展開，另一方面，顯示屏控制技術基本上是通訊控制方式，客觀上影響了顯示效果。這一時期的 LED 顯示屏在國外應用較廣，國內很少，產品以紅、綠雙基色為主，控制方式為通訊控制，灰度等級為單點 4 級調灰，產品的成本比較高。

　　2. 1990-1995 年，這一階段是 LED 顯示屏迅速發(fā)展的時期。進入九十年代，全球信息產業(yè)高速增長，信息技術各個領域不斷突破，LED 顯示屏在 LED 材料和控制技術方面也不斷出現新的成果。藍色 LED 晶片研制成功，全彩色 LED 顯示屏進入市場；電子計算機及微電子領域的技術發(fā)展，在顯示屏控制技術領域出現了視頻控制技術，顯示屏灰度等級實現 16 級灰度和 64 級灰度調灰，顯示屏的動態(tài)顯示效果大大提高。這一階段，LED 顯示屏在我國發(fā)展速非常迅速，從初期的幾空企業(yè)、年產值幾千萬元發(fā)展到幾十家企業(yè)、年產值幾億元，產品應用領域涉及金融證券、體育、機場、鐵路、車站、公 路交通、商業(yè)廣告、郵電電信等諸多領域，特別是 1993 年證券股票業(yè)的發(fā)展更引發(fā)了 LED 顯示屏市場的大幅增長。LED 顯示屏平板顯示領域的主流產品局面基本形成，LED 顯示屏產業(yè)成為新興的高科技產業(yè)。

　　3. 1995 年以來，LED 顯示屏的發(fā)展進入一個總體穩(wěn)步提高產業(yè)格局調整完善的時期。1995年以來，LED 顯示屏產業(yè)內部競爭加劇，形成了許多中小企業(yè)，產品價格大幅回落，應用領域更為廣闊，產品在質量、標準化等方面出現了一系列新的問題，有關部門對 LED 顯示屏的發(fā)展予以重視并進行了適當的規(guī)范和引導，目前這方面的工作正在逐步深化。

　　LED 屏幕現狀

　　2006 年度銷售億元以上企業(yè)

　　• 上海三思科技發(fā)展有限公司

　　• 南京洛普股份有限公司

　　• 南京漢德森電子有限公司

　　• 北京利亞得電子科技有限公司

　　• 北京世紀澄通電子有限公司

　　• 惠州德賽光電科技有限公司

　　• 京東方智能顯示技術有限公司

　　• 深圳市銳拓顯示技術有限公司

　　• 深圳市藍普科技有限公司

　　• 深圳市普耐光電科技有限公司

　　• 深圳聯創(chuàng)健和光電有限公司

　　2006 年，行業(yè)內的骨干企業(yè)在不斷發(fā)展和提高?；葜莸沦悾寒a能提升，成為國 LED 顯示屏產品出口的主要加工基地；北京世紀澄通：基礎建設，形成 LED 顯示屏專業(yè)加工生產能力，躍升行業(yè)前列；深圳銳拓、深圳藍普、深圳鈞多利集團等企業(yè)：在 LED 器件、顯示產品等方面綜合發(fā)展，成為了業(yè)內頗具規(guī)模的 LED 顯示應用產品供應商；上海信茂完成了轉制和結構調整，為未來發(fā)展奠定了基礎；西安青松、南京洛普、同州電子、南京漢德森等企業(yè)：在 LED

　　顯示屏業(yè)務的基礎上，拓展其他顯示產品或系統領域的業(yè)務，形成了持續(xù)發(fā)展的基礎。

　　16 位恒流 IC 的由來：雙色屏主要是以顯示文字為主，單片機掃描比較方便，由于 LED 數量的增加，為了節(jié)省資源，引用 74HC595 移位掃描。為了更適合 LED 的應用在此基礎上整合了恒流電流設定功能，更符合需求及成本需要又封裝出 16 位器件，被目前全彩屏廣泛采用。

　　目前全球有 80%的 LED 大屏幕生產在中國大陸，LED 大屏幕驅動主流 IC 主要有聚積、點晶、東芝、TI 等。另外還有些廠家的 IC 和用 74HC595 生產的 LED 屏幕企業(yè)，這部分恒流IC 每年在大陸的銷售額大概在 3 億多元。

　　根據 IC 數量結合不同的掃描方式，大概計算出 LED 這部分大屏幕產值在 150 億元左右。主要的代表 IC 有以下幾款：

　　聚積 MBI5026、點晶 DM13C、東芝 TB62726、德州儀器 TLC5921。

　　LED 的控制系統通常由主控箱、掃描板和顯控裝置三大部分組成。主控箱從計算機的顯示卡中獲取一屏象素的各色亮度數據，然后重新分配給若干塊掃描板，每塊掃描板負責控制LED 屏上的若干行（列），而每一行（列）上 LED 的顯控信號則用串行的方式傳送。目前有兩種串行傳送顯示控制信號的方式：一種是掃描板上集中控制各象素點灰度，掃描板將來自控制箱的各行象素的亮度值進行分解（即脈寬調制），然后將各行 LED 的開通信號以脈沖形式（點亮為 1，不亮為 0）按行用串行方式傳輸到相應的 LED 上，控制其是否點亮。這種方式使用器件較少，但串行傳輸的數據量較大，因為在一個重復點亮的周期內，每個象素在 16 級灰度下需要 16 個脈沖，在 256 級灰度下需要 256 個脈沖，由于器件工作頻率限制，一般只能使 LED 屏做到 16 級灰度。

　　另一種方法是掃描板串行傳輸的內容不是每個 LED 的開關信號而是一個 8 位二進制的亮度值。每個 LED 都有一個自己的脈寬調制器來控制點亮時間。這樣，在一個重復點亮的周期內，每個象素點在 16 級灰度下只需要 4 個脈沖，256 級灰度下只需 8 個脈沖，大大降低了串行傳輸頻率。用這種分散控制 LED 灰度的方法可以很方便地實現 256 級灰度控制。

　　一般 LED 大屏幕低頻怎么會閃爍，是由于，LED 本身不具有余輝效應的特性，所以采用傳統的恒流源脈沖調寬控制灰度的 LED 屏的刷新率必須大于 120Hz 才能實現無閃爍的圖像顯示。這樣就需要對灰度數據較低的輸八幀頻的圖像信號進行增頻刷新，其結果造成刷新數據出現了極大冗余度，井增加了 LED 驅動板的硬件開銷。

　　目前市場上多采用南京德普達科技實業(yè)有限公司和深圳靈星雨科技發(fā)展有限公司控制系統

　　較多。詳細資料可以到上述公司網站查看或咨詢。

　　異形屏幕和級聯式燈飾控制設計方式

　　異形屏幕靈活的點間距和靈活的設計越來越多的受到廣泛的采用，能把它制作成我們心目中任意想像的形狀，大可以裝飾幾十層樓整棟大廈，小的可以顯示金字招 牌。可以避讓窗戶、樓臺等不需要裝飾的任何地方；遠距離觀看，比如海岸、江河對岸觀看；大型燈飾廣場裝飾等。較成熟的控制方式目前有北京中慶微電子公司和 常州銀港數據系統公司等控制方式產品。

　　目前可以支持這種設計的 IC 有以下幾款：

　　北京中慶微電子公司 ZQL9712

　　該芯片是專門為LED驅動應用設計的芯片。采用了先進的CMOS工藝，具有低功耗的優(yōu)點。ZQL9712 芯片可以應用于LED 顯示系統，特比適合多離散點的級連應用。ZQL9712 提供了3 個大電流驅動輸出，驅動電流最大為30mA。

　　ZQL9712 芯片包括串行移位寄存器和輸出寄存器。經串行移位寄存器，串移輸入轉為3bit 并

　　行輸出，并把該輸出作為輸出寄存器的輸入。串移寄存器和輸出寄存器由不同的時鐘信號控制，并且都是在時鐘信號的上升沿有效。ZQL9712 將控制信號驅動后輸出，該輸出可作為后級電路的輸入信號。

　　杭州士蘭微電子公司 SC16722

　　SC16722是專門為LED驅動設計的芯片，采用先進的CMOS工藝，具有低功耗的優(yōu)點。電路所有的輸入和輸出均有內部線路保護功能，以減少由于靜電感應應而損壞器件的可能性，具有高抗噪音和驅動負載的能力。

　　常州銀港數據系統公司 SD600

　　SD600是一款先進的單芯片LED 調光控制芯片，使用兩根線實現控制電路的同步通信，使芯片的級聯更加方便與靈活。SD600 支持3 路PWM 調光，灰度等級為256，采用高速同步通信接口，數據速率高達10Mbps，SOP10 封裝，最多能控制2048 個像素。

　　深圳彩拓科技有限公司 LPD6803

　　LPD680 是專門為 LED 燈光系統設計的驅動芯片，CMOS 工藝，提供三路恒流和灰度輸出，特別適合離散的多灰階全彩燈光系統。

　　臺灣點晶科技股份有限公司 DM412

　　DM412 是一顆具脈波寬度調制（PWM）輸出及使能控制的 LED 驅動芯片，專為 LED 照明，裝飾，大屏顯示等應用而設計。每一輸出通道皆可輸出高達 16 比特（65，536 級）灰階的可調線性電流。芯片內含移位緩存器， 數據鎖存， 三通道恒流驅動器（電流值可由相對應的三個外掛

　　電阻調控）， 以及做 PWM 功能之用的內建震蕩器。數據，時鐘，與鎖存訊號輸出端均內建緩

　　沖，支持長串接應用。內建 LED 開路偵測功能可幫助使用者找出 LED 開路的具體位置，無

　　需加上任何外圍組件。獨特的「輸出端極性反轉功能」使 DM412 亦能用做「PWM 訊號產生

　　器」，可與大功率 LED 驅動器（DD311/2/3）搭配，以實現大功率 LED 之 65，536 級灰階的顏

　　色變化。

　　芯片特色

　　 最大恒流輸出：200mA （由三個外掛電阻分別控制）

　　 最大輸出承受電壓： 17V

　　 最大串行輸入時鐘頻率： 20MHz

　　 線性可調電流輸出：65，536 級 PWM 灰階

　　 數據/時鐘/鎖存訊號輸出端均內建緩沖，支持長串接應用

　　 具 PWM 自由運行能力（內置振蕩器可達 17.5MHz，產生畫面刷新率達 267Hz）

　　 鎖存信號輸入方式可設定為自動/手動鎖存

　　LED 開路偵測功能

　　輸出端極性反轉功能

　　芯片工作電壓： 3.3V ~ 5.5V

　　應用

　　LED 裝飾與照明、戶內/外 LED 視頻/訊息顯示屏、PWM 信號產生器

　　封裝

　　SOP16， SSOP16， TSSOP16 （帶散熱片）

　　高壓驅動部分選型

　　Supertex 是 LED高壓恒流驅動的領導者，是目前推出最多的高壓 LED恒流直驅 IC企業(yè)之一，

　　有不斷推出新品及改進版本出現，滿足市場不斷增長的需求。HV9910 是目前市場上高壓部

　　分使用最多的 IC 之一。

　　這款靈活簡單的 LED 驅動器 IC 效率超過 93%，可減少相關元件的數量，從而降低了系統成

　　本。HV9910 可將調整過的 85V 至 265Vac 或 8V 至 450Vdc 電壓源轉換為一個恒流源，從而為

　　串連或并聯的高亮 LED 提供電源。

　　HV9910 應用恒定頻率峰值電流控制的脈寬調制（PWM）方法，采用了一個小電感和一個外部開

　　關來最小化 LED 驅動器的損耗。不同于傳統的 PWM 控制方法，該驅動器使用了一個簡單的開

　　/關控制來調整 LED 的電流，因而簡化了控制電路的設計。

　　該驅動器具有內置的降低亮度控制，能協同外部衰減范圍在 0 至 100%的 PWM 信號工作，也

　　可以利用其衰減引腳上外接的任意可在 0 至最大值之間調整的線性控制電壓來實現亮度控

　　制。HV9910 適用于 LED 常規(guī)或裝飾燈、替代氖燈的 LED 以及其它高壓交/直流輸入的應用。

　　以下是目前 Supertex 公司產品線：

　　Supertex 公司以設計高壓 IC 為主，缺點是有些 IC 設計的保護功能不完善；灰度表現欠佳；

　　串連 LED 個數有限；線路設計布線相對復雜，走線要求嚴格；一般應用于射燈、MR16 高壓

　　燈杯、洗墻燈等灰度表現不是很高的場合。

　　在傳統的方法中，針對每一LED均配備了專用的脈寬調制（PWM）控制器以控制至多個LED的輸

　　出，并通過控制器將輸出電壓轉換為供給LED的電流。電壓控制脈寬調制控制器常用于此用

　　途。電流感應電阻與LED串聯配置，將電壓值反饋給控制器。因此，控制器實際上是工作于

　　電壓模式，并保持恒定的取樣電壓值，從而保持恒定的電流。該典型電路配置如圖所示。

　　深圳泉芯科技與上海華潤矽威科有生產間接替代產品，因其國內目前沒有 600V 高壓 CMS IC

　　生產制程，巧妙的低壓 CMOS 工藝設計，工藝簡單性能價格比高。IC 供電采用電阻降壓獲得，

　　效率會低些，外置高壓 MOS 管，會有同樣的效果。

　　QX9910 可以間接取代 HV9910

　　改進后的 QX9920 封裝更小，性能、成本也有所改進，可以直接做到 MR16 燈杯里面。

　　上海華潤矽威科 PT4107 也是一款類似的 IC，穩(wěn)壓二極管也做在 IC 里面并增加些功能性能價格比高。

　　PT4107 就是一款針對這一市場趨勢開發(fā)，針對高功率 LED 照明，輸入電壓既可為傳統的110V/220V 交流電壓又可為 18V 以上到數百伏直流電壓的 PWM 恒流控制器。它以獨特的電路結構，采用峰值電流檢測為大功率 LED 提供恒定的供電電流。另外，PT4107 還為使用者提供良好的調光措施（SW1：5K 的可調電位器），并為系統提供了安全可靠的過流過溫保護，提高了整個系統的可靠性。整體供電效率可達 80％以上，每個 PT4107 可以驅動 30 串多并的 LED 組合，達到了高效低成本的驅動要求。

　　深圳光華源科技有封裝整合出HA2200**些列IC，可以直接驅動LED燈串、LED日光燈管等產品。

　　恒流源芯片是一種輸出電流恒定的電源變換器，此款恒流源芯片主要是應用于串聯LED供電中，每串LED串聯個數最多可達到110個，該芯片輸入電壓為交流 85V～240V，輸出為一個恒定電流，恒定電流值可由客戶預設。該芯片外配電路簡潔，無電感、無變壓器，因此全部電路組成體積小，可嵌入小體積LED燈 具內部。 缺點是功率因數較低，110AC時0.6；220AC只有0.3，個人認為只能是款過度產品，一定會被類似此公司高功率因數IC所取代。

　　ZD832 是美商齊榮電子公司的產品，線路簡單很具代表性，高壓直驅小功率 LED 應用。缺點是線性恒流驅動，效率不是很高，串接 LED 個數有限。

　　線性大功率驅動 IC 選型

　　LED 驅動 IC 應從，輸入電壓范圍；輸出電流要求；串接 LED 個數需要；是否有灰度表現要求；是否需要信號級聯傳遞；價格；交貨期和封裝適合度等考慮。

　　AMC7135 是最早得到廣泛應用的線性 LED 驅動器之一，特點是壓差低只有 200mV，特別符合鋰電池和 4V 鉛酸電池驅動單顆 LED，廣泛應用礦燈、手電筒、應急燈等產品。20-400mA 固定式電流市場上都可以找到。

　　可供應的廠家有，臺灣富微、廣鵬科技、臺晶光電、杭州士蘭、深圳泉芯科技等等公司。 奧 地利微電子 AS3691 是一款很據代表性的線性 LED 大尺寸 LCD 背光驅動 IC，將線性 IC 功耗設計的一樣出色；反饋采樣自動適應 LED VF 值；4 路 LED 恒流輸出，符合 R/G/B 顏色組合 3：6：1 高演色性要求?？梢詰糜诟咭蟊彻庠?、洗墻燈等燈光產品上。 臺灣點晶科技公司，以線性大功率 LED 驅動為主，目前在全球線性驅動 IC 設計中很具代表性，在此我們就依點晶科技公司的線性 IC 著重介紹參考設計！

　　目前市場銷售狀況良好，采用的廠家越來越多。優(yōu)點是，線路簡單簡潔，設計應用方便，灰度表現目前是全球最好的之一（65，536 級）。缺點是，用這些 IC 都需要大功率電源供電，設計成本高。電源部分成本要高過 LED 驅動部分，目前多是洗墻燈、舞臺燈光、屏幕等要求顏色變化要求較高的產品上。

　　灰度表現是今后在 LED 方面設計 IC 中很重要的因數。

　　單通道大功率 LED 恒流驅動器 DD311

　　DD311 是一單通道輸出的 LED 恒流驅動器，內建電流鏡與電流開關組件，是專為驅動大功率LED 而設計的芯片。DD311 可驅動高達 1 安培的沈入電流（sink current），并可透過調整參考輸入電流（IREF）來任意設定輸出電流的大小。輸出電流值約為 100 倍的 IREF，IREF 可由調整外掛電阻或偏壓（bias）電壓來設定。微調或使能偏壓電壓可校正 LED 間的亮度不一或實現多顆 LED 間整體亮度同時調整。芯片的輸出端可承受高達 36V 的電壓，支持多顆大功率LED 的串接應用。內建輸出使能端（Enable），可輕易地實現大功率 LED 的高灰階應用。

　　DD311 特色

　　 最大輸出電流：1A（由參考輸入電流 IREF 設定）

　　 最小輸出電壓要求：1V（當 Iout = 1A 時）

　　 最大輸出承受電壓：36V （輸出通道漏電流小于 0.1uA）

　　共 32 頁，第 32 頁 最大輸出使能頻率：1MHz

　　 絕佳的恒流輸出特性

　　應用

　　 LED 建筑/娛樂/景觀照明

　　 LED 一般或特用照明

　　 LED 背光源應用

　　封裝形式

　　 TO-252

　　單通道大功率 LED 恒流驅動器 DD312

　　DD312 是專為大功率 LED 應用所設計的恒流驅動器。芯片內含恒流產生電路，可透過外掛電阻來設定輸出恒流值。透過芯片的使能端可以控制輸出通道的開關時間，切換頻率最高達一兆赫 （1MHz）。電流輸出反應極快，支持高色階變化及高畫面刷新率的應用。內建開路偵測， 過熱斷電，及過電流保護功能，使應用系統的可靠性大為提升。

　　DD312 特色

　　 最大輸出電流：1A（透過外掛電阻設定）

　　 輸出電流為 1A 時所要求的最小輸出電壓：1V

　　 最大輸出承受電壓：18V

　　 最大輸出使能頻率：1MHz

　　 芯片工作電壓范圍：5 ~ 18V

　　 過電流保護功能

　　 過熱斷電功能

　　 過熱警示功能（SOP8 封裝具備）

　　 LED 開路檢測功能（SOP8 封裝具備）

　　封裝形式

　　 TO-252 或 SOP8（帶散熱片） SC16722 是專用為 LED 串接級連應用設計的 CMOS 集成電路，可提供全彩三通道 LED 驅動，

　　內部有信號整形、級連驅動輸出、穩(wěn)壓器等線路。適合燈帶式結構的 LED 顯示驅動應用，電

　　流大于30mA，允許用戶在 5V信號不變的情況下靈活的選擇 LED數量。下圖是結合點晶DD311、

　　DD312 做級聯式訊號傳遞設計。

　　三通道大功率 LED 恒流驅動器 DD313

　　DD313 是專為大功率 LED 應用所設計的恒流驅動芯片。內建三個恒流輸出通道，可透過三個

　　外掛電阻分別設定輸出電流值。并特別設計三個使能端，可個別獨立控制三輸出通道的開關

　　時間，切換頻率最高達一兆赫（1MHz）。電流輸出反應極快，支持高色階變化及高畫面刷新率

　　的應用。芯片內建過熱斷電及過電流保護功能，使應用系統可靠性更為提升。

　　DD313 特色

　　 三輸出通道，可個別控制電流與色階變化

　　 最大輸出電流：500mA（分別由三個外掛電阻設定）

　　 最小輸出電壓要求：0.8V（當 Iout = 500mA 時）

　　 最大輸出承受電壓：18V

　　 最大輸出使能端頻率：1MHz

　　 芯片工作電壓： 5V ~ 18V

　　 過電流保護功能

　　 過熱斷電功能

　　應用

　　 LED 建筑/娛樂/景觀照明

　　 LED 一般或特用照明

　　 LED 背光源應用

　　封裝形式

　　 SOP16 或 TSSOP16（帶散熱片）

　　DD313 級聯式訊號傳輸設計，級聯式設計廣泛用于投射燈、地埋燈等需要級聯控制的場合。

　　下圖是結合點晶 DD313 做級聯式訊號傳遞設計。

　　三通道 LED 恒流驅動器 DM413

　　DM413 是一顆具脈波寬度調制（PWM）輸出及使能控制的 LED 驅動芯片，專為 LED 照明，裝飾，

　　大屏顯示等應用而設計。芯片內含移位緩存器， 數據鎖存， 及三通道恒流驅動器（電流值可

　　由相對應的三個外掛電阻調控）。內建振蕩器可實現 PWM 輸出功能，最高達 14 比特的灰階。

　　數據輸出端與時鐘信號輸出端皆可串接至下一芯片。獨特的「輸出端極性反轉功能」可與大

　　功率 LED 之應用做搭配設計，增加了設計延展性。

　　芯片特色

　　最大恒流輸出：100mA （由三個外掛電阻分別控制）

　　最大輸出承受電壓： 17V

　　最大串行時鐘頻率： 20MHz

　　內置緩存，使影像數據與時鐘數據串行傳輸至下一芯片

　　具 PWM 自由運行能力（內置振蕩器可達 6.5MHz，產生刷新率達 400Hz）

　　三種 PWM 操作模式：

　　「8 位亮度數據輸入」 （8 位模式）

　　「8 位亮度數據輸入」+「6 位整體亮度調整數據輸入」 （14 位模式）

　　「8 位亮度數據輸入」+「5 位單點色偏校正數據輸入」 （13 位模式）

　　輸出極性反轉功能

　　TTL/CMOS 相容輸入位準

　　芯片工作電壓： 3.3V ~ 5.5V

　　應用

　　LED 裝飾與照明

　　戶內/外 LED 視頻/訊息顯示屏

　　PWM 信號產生器 DC-DC 大功率驅動 IC 選型

　　40V 低壓 DC to DC 燈杯、汽車等代表性 IC，因其 IC 種類太多，在此僅介紹具有代表性的 IC，

　　供大家交流學習。有些高壓 IC 也可以應用到這個電壓范圍，在這里就不在重復介紹。

　　Zetex Semiconductors plc專門設計、生產及推銷離散及綜合模擬半導體產品，在業(yè)界占有

　　領導地占。憑借“標準”組件、方便使用的集成電路及完全自訂的集成電路，在通信、家電、

　　汽車、及工業(yè)市場，迎戰(zhàn)現今電子業(yè)開發(fā)設計的激烈競爭。低壓升壓LED恒流器件全系列做

　　的比較出色的公司之一。

　　下圖輸入電壓范圍從 0.7 V 到 1.6 V 最大輸出 335mA，符合單節(jié)干電池的單顆LED升壓型驅

　　動IC，廣泛應用于軍事應急手持設備方面。 下圖輸入電壓范圍從 1.6 V 到 2.4V 最大輸出 335mA，符合單節(jié)干電池的單顆 LED升壓型驅

　　動 IC. 下圖輸入電壓范圍從 3.5 V 到 4V 最大輸出多顆 LED驅動線路，符合單節(jié)鋰離子電池供電的產品。

　　下圖是臺灣點晶科技公司一款 DD212，可以 1.5-5.5V 輸入電壓，2 倍壓升壓輸出最大 400mA。

　　外圍器件是目前最少的之一。

　　SP6685 是一種恒定電流充電泵。主要用于驅動數碼相機和攝像手機中的半導體閃光燈．也可用于攝像機斷續(xù)高亮度照明燈。該充電泵可以設定二種不同的恒定電流值，分別驅動照相機閃光燈和攝像機照明燈。SP6685 可以自動轉換升壓和降壓工作狀態(tài)，確保半導體照明燈（LED）的工作電流與正向電壓無關。該電路所需的電流采樣基準電壓很低（50mV），可以用阻值很小的表面貼裝電阻器。

　　凌特美信也有相關參品，可到相應網站參考。

　　PT4105 是一款大功率LED 驅動用18V 降壓轉換器。它包含一個PWM 控制器、一個高精度的能帶隙參考源、一個誤差放大器、相位補償電路、軟啟動電路、保護電路、IC 使能電路、輸入電壓檢測電路、邏輯控制電路和功率MOS 管。PT4105 采用固定頻率的電壓模式來調節(jié)LED 電流，其200mV 的低反饋電壓可降低功耗和提高效率。此外，PT4105 還含有限流功能以及過熱保護功能以避免在輸出過載時對器件造成損害。

　　PT4105 是5－18V 輸入電壓下驅動白光LED 的理想選擇。PT4105 可驅動單顆1W（350mA）或3W（700mA）白光或其他顏色的LED。其寬的輸入電壓范圍和高輸出電流能力，也可以用來驅動3 顆串聯1W 或3W 白光LED，或者串－并組合驅動3x3 顆1W 白光LED，等等。

　　AMC7150 是一款應用非常廣泛的 LED 降壓型驅動 IC，目前市場上有多家公司替代產品出現，可以應用于驅動 3 顆以內 1LED 或 1 顆 3W LED，產品設計中。

　　下圖為美信公司出品的一款高效率， 輸入 2.7-5.5V 鋰電池電壓范圍升壓到 40V 為 2-10 顆LED 400mA 的轉換器驅動。下圖為美信一款寬電壓范圍的 LED 驅動 IC，輸入 5.5-40V，電流 35-350mA 多顆 LED 驅動應用產品。

　　6-75V 電壓輸入，500mA 電流恒流驅動 IC，可以廣泛的應用于各種高電壓浮動的供電范圍，

　　驅動大功率 LED 的相應產品中。

　　美國國半公司的 LP5520，可以應用于全彩燈飾、背光源大功率驅動等產品。

　　舞臺 LED 應用與 DMX512 燈光協議

　　DMX512 協議是美國舞臺燈光協會（USITT）于 1990 年發(fā)布的一種燈光控制器與燈具設備進行數據傳輸的標準。這包括電氣特性、數據協議、數據格式等各方面的內容。

　　DMX512 電氣特性與 RS-485 完全兼容，包括驅動器/接收器的選擇、線路負載和多站配置等方面的要求都是一致的。

　　DMX512 數據協議規(guī)定使用 250Kbps 的波特率。

　　在進行正常數據傳輸之前，發(fā)送 1 個復位信號，聲明數據傳輸的開始。隨后的第 1 幀數據稱為起始代碼，其中包含設備類型碼，以指明后續(xù)數據的接收設備的類型。最后，按設備編號的順序給每個設備發(fā)送 1 幀數據，依次為：1#設備數據幀、2#設備數據幀，直至最后一個設備。設備總數最多可達 512 個，數據幀間隔為高電平，最長不超過 1s。DMX512 數據格式規(guī)定，1 幀數據長度為 11 位。按傳送順序說明如下： 字串 1 第 1 位——起始位，低電平（SPACE）； 字串 8 第 2～9 位——數據位，從最低位到最高位（LSB～MSB），正邏輯； 字串 8 第 10、11位——停止位，高電平（MARK）； 字串 8 奇偶校驗位——不傳送。

　　一般來說具有 RS-232 接口的單片機都可以實現的。

　　多個 DMX512 模塊組合在一起構成一個燈光裝飾系統，并可控制該系根據需要以不同的顏色，亮度，組合，按不同的時間間隔進行顯示，從而實現多彩而生動的效果。并可以需求實時進行各種組合的改變和變化。

　　因時間問題，這次不能完整上載方案，今后將專版介紹DMX512 系統與現有LED恒流驅動整合設計方案及源程序，有急需者可至郵件：wmq@gd165.com 索取。