利用LDO改善白光LED的匹配度(图)

白光led与荧光灯相比具有使用简单、成本低的优势，与白炽灯相比可以提供真正的白色光，因此，其用量在最近几年呈现出稳步上升的趋势，在手持式产品中被广泛用作闪光灯、显示器背光等。当然，在实际应用中针对白光led也存在一些有待解决的技术问题。

　　选用白光led最明显的问题是产品的匹配性差，按照白光led的典型规格，电流为20ma时正向电压的最小值为3.0v、典型值为3.5v、最大值为4.0v。显然，稳压源不是合理的解决方案。当然，利用相同的电流驱动每只led可以获得均匀亮度，但成本很高。在许多应用中只是简单地用一个固定偏置电压和镇流电阻驱动led，如图1所示。
　　按照图1设计电路通常可以得到相当好的亮度匹配。但对于大批量生产的用户，同一批次的产品具有相当一致的特征指标，但批次之间一致性较差。这就需要对每一批新的led进行测试、为其配置镇流电阻。如果存在多个led供货商问题将更加严重。为详细描述上述问题，选用三个厂商的led（分别用a、b、c表示）按照图1所示电路作了以下测试，标号为a的led选自一级白光led供货商，标号为b的led选自二级白光led供货商，标号为c的led是从电子配套市场购买的廉价led。测试结果如表1所示。
表1不同厂商led的测试结果

　　从表1可以看出，同一厂商的led匹配性较好，特别是来自规模较大的供货厂家的产品（a、b两种led），三家厂商led电流的平均均方误差为0.54。不同厂商的白光led在采用相同偏置电压、相同的镇流电阻时电流差别较大，均方误差为3.27ma。单独调节每只led的电流或至少对其中一只led的电流进行调节可以提高不同厂商或同一厂商不同批次led的一致性，但这需要相当昂贵的芯片。在对成本要求苛刻的产品中，可以利用低压差线性稳压器（ldo）改善led的一致性，无需选择阻值不同的镇流电阻，具体电路如图2所示。图中ldo工作在稳压-稳流模式下，根据一只led的正向电压的变化自动调节偏置电压。
　　为考核图2电路性能，将上述a、b、c三种led按照图2电路连接进行了测试，测试结果如表2。从表2可以计算出，相同厂商led电流的一致性略有下降（图2所得结果为0.77ma，图1所得结果为0.54ma），但不同厂商的led电流的一致性得到了较大改善，均方误差由3.27ma降低至0.96ma。

表2利用图2电路测试三种不同厂商led的结果

　　图2电路需选择带有外部电压调节引脚的ldo，如max8863，其反馈门限为1.25v（vset）。选用sot23封装的ldo可提高系统的性价比，因为多数sot23封装的ldo带有关断控制，从而省去了图1电路中控制led通/断的n沟道mosfet。另外，ldo还具有较宽的输入电压范围，当与其他电路共用同一+5v电源时可以提供较高的电源抑制比（psrr）。
　　图3电路是对图2电路的修正，每只led的电流为15ma，适合便携产品的背光源要求。max8863可以驱动8只led，每只led电流为15ma。当led正向电压较低，或镇流电阻的电流低于15ma时，所允许的输入电压更低。