LED电路中的NCP5009驱动白光LED电路图

接线图 2023年10月21日 10:23 122 admin

　　安森美公司（ON Semiconductor）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。

LED电路中的NCP5009驱动白光LED电路图第1张

　　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

LED电路中的NCP5009驱动白光LED电路图第2张

　　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

LED电路中的NCP5009驱动白光LED电路图第3张

　　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。

LED电路中的NCP5009驱动白光LED电路图第4张

　　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）。

LED电路中的NCP5009驱动白光LED电路图第5张