中心議題：

• ED恒流驅動控製模式比較

解決方案：

• PFM穩壓輸出
• PWM穩壓輸出
• 電荷泵穩壓輸出
• DigitalPWM穩壓輸出
• FPWM穩壓輸出

白光LED是便攜式電子消費品目前最常采用的背光方案，驅動白光LED的主要目標是產生正向電流流過器件
，這可采用恒壓源或恒流源來實現。使用恒壓源驅動幾個並聯白光LED需要使用限流電阻，主要起過流保護作用。這個方法的主要缺點是：各個白光LED上的實際電壓降是不一樣的，由於白光LED正向電壓降不同而造成電流變化，因而發光的強度也不一樣。比較理想的解決方案是采用恒流源驅動
，它能避免白光LED正向電壓改變而造成的電流變動，通過調節電阻值可以精確設定流過白光LED的電流（ILED=VFB/R）。即使用可控製的恒定正向電流，就能提供可控製的恒定顯示亮度。下麵就介紹幾種采用不同技術控製LED驅動的控製模式。
　　
市場上可以買到的微功率電源芯片有以下幾種控製模式：
　　
PFM、PWM、chargepump、FPWM、PFM/PWM以及pulse-skipPWM
、digitalPWM。其中常見的有PFM
、PWM、chargepump以及PFM/PWM。
　　
1、PFM是通過調節脈衝頻率（即開關管的工作頻率）的方法實現穩壓輸出的技術。它的脈衝寬度固定而內部震蕩頻率是變化的，所以濾波較PWM困難。但是PFM受限於輸出功率，隻能提供較小的電流。因而在輸出功率要求低，靜態功耗較低場合可采用PFM方式控製。
　　
2、PWM的原理就是在輸入電壓、neibucanshujiwaijiefuzaibianhuadeqingkuangxia，kongzhidianlutongguobeikongzhixinhaoyujizhunxinhaodechazhijinxingbihuanfankui，tiaojiejichengdianluneibukaiguanqijiandedaotongmaichongkuandu，shideshuchudianyahuodianliudengbeikongzhixinhaowending。PWM的開關頻率一般為恒定值

，所以比較容易濾波。但是PWM由於誤差放大器的影響，回路增益及響應速度受到限製

，尤其是回路增益低，很難用於LED恒流驅動，盡管目前很多產品都應用這種方案，但普遍存在恒流問題。在要求輸出功率較大而輸出噪聲較低的場合可采用PWM方式控製。
　　
3、chargepump電荷泵解決方案是利用分立電容將電源從輸入端送至輸出端
，整個過程不需要使用任何電感。chargepump主要缺點是隻能提供有限的電壓輸出範圍（輸出一般不會超過2倍輸入電壓），原因是當多級chargepump級聯時，其效率下降很明顯。用chargepump驅動一個以上的白光LED時

，必須采用並聯驅動的方式，因而隻適用於輸入輸出電壓相差不大的應用。
　　
4、采用DigitalPWM（數字脈寬調製）通過對獨立數字控製環路和相位的數字化管理，實現對DC/DC負載點電源轉換進行監測
、控製與管理
，以提供穩定的電源，減少傳統供電模組的電壓波幅造成係統的不穩定
，而且DigitalPWM並不需要采用傳統較高量的液態電容用作儲波及濾波作用。DigitalPWM數字控製技術
，能夠使得MOSFET管運行在更高的頻率下
，有效的緩解了電容所受到的壓力。digitalPWM適用於大電流密度，其響應速度很快，但回路增益仍受到限製，目前成本相對較高。因此其在LED恒流驅動上的應用仍需進一步研究。
　　
5、FPWM（強製的脈寬調製）是一種恒流輸出為基礎的控製方式，它的工作原理是無論輸出負載如何變化總是以一種固定頻率工作
，高側FET在(zai)一(yi)個(ge)時(shi)鍾(zhong)周(zhou)期(qi)打(da)開(kai)，使(shi)電(dian)流(liu)流(liu)過(guo)電(dian)感(gan)，電(dian)感(gan)電(dian)流(liu)上(shang)升(sheng)產(chan)生(sheng)通(tong)過(guo)感(gan)抗(kang)的(de)電(dian)壓(ya)降(jiang)，這(zhe)個(ge)壓(ya)降(jiang)通(tong)過(guo)電(dian)流(liu)感(gan)應(ying)放(fang)大(da)器(qi)放(fang)大(da)，來(lai)自(zi)電(dian)流(liu)感(gan)應(ying)放(fang)大(da)器(qi)的(de)電(dian)壓(ya)被(bei)加(jia)到(dao)PWM比較器輸入端，和誤差放大器的控製端作比較，一旦電流感應信號達到這個控製電壓，PWM比較器就會重新啟動關閉高側FET開關的邏輯驅動電路，低側的FET會在延遲一段時間後打開。在輕負載下工作時，為了維持固定頻率
，電感電流必須按照反方向流過低側的FET。FPWM技術驅動芯片目前隻見到MAXIM和NationalSemiconductor的芯片使用。
　　
如上PFM
、PWM是采用恒壓驅動方式控製LED,而FPWM和PFM/PWM是恒流驅動方式控製技術，實踐證明較適合LED驅動。

近期推出的IV0101/IV0102升壓轉換器芯片。它的控製模式是在PFM基礎上改進的PFM/PWM控製技術
，是PFM與PWM有機結合的控製方式（不是PFM與PWM的切換），是以輸入電壓確定N開關管開啟時間，輸出電壓與輸入電壓差確定同步管開啟時間
，而不像PWM采用誤差放大器反饋輸出的方式調節脈寬。在有一定負載情況下
，開關頻率取決於N管開啟時間tN和P管開啟時間tP。
　　其中tP≧KP/(Vout-Vin)
；tN≦KN/Vin
　　
在輕負載時，充電周期持續在最大值tN。當電感電流為零，同步整流管開啟時
，芯片工作在分立式模式（DCM）下。當負載增加時
，由於大負載原因
，輸出很快降至設定點。如果負載電流增加


，芯片工作在連續模式（CCM）下，即總有電流流過電感
，隻要電感電流峰值沒有達到最大，那N管開啟時間tN始(shi)終(zhong)保(bao)持(chi)在(zai)設(she)定(ding)點(dian)。當(dang)充(chong)電(dian)結(jie)束(shu)開(kai)始(shi)放(fang)電(dian)周(zhou)期(qi)時(shi)，開(kai)關(guan)管(guan)電(dian)流(liu)將(jiang)達(da)到(dao)最(zui)大(da)。但(dan)是(shi)，滿(man)負(fu)載(zai)仍(reng)未(wei)達(da)到(dao)，因(yin)為(wei)在(zai)最(zui)小(xiao)放(fang)電(dian)時(shi)間(jian)結(jie)束(shu)後(hou)，輸(shu)出(chu)仍(reng)然(ran)可(ke)調(tiao)。當(dang)放(fang)電(dian)時(shi)間(jian)到(dao)最(zui)小(xiao)值(zhi)tP時，將達到滿負載。所以本控製模式就是通過不斷地調整N管開啟時間tN和P管開啟時間tP來調整開關頻率從而保證恒流輸出的。

在PWM控製方式下，為了避免寄生電感造成的係統震蕩故障，一般都要接輸入電容Cin，本芯片在電源接入端沒有接輸入電容
，因而省卻了PCB板電容位置
，減小了板麵積
，並且避免了在PWM循環時，由電容產生的突波脈衝現象，防止了係統效能下滑，因為它是PFM與PWM有機結合的控製方式
，因而它具有PFM較快的響應速度和很高的回路增益及PWM大電流輸出特性
，可與PWM調光相配合
，成為理想的中小功率LED恒流驅動芯片。