(2)开关电容(电荷泵)升压变换器

　　开关电容升压转换器亦即电荷泵。电荷泵专用IC内置切换开关，外接1个或两个1μF的充放电电容。电荷泵工作模式有1×、1.5×和2×，近几年又出现了1.33×(4/3倍)和4×模式。在输出电压接近输入电压时，电荷泵不需要升压，即在1×模式工作。当需要升压时，则切换到1.5×或其他工作模式。电荷泵电路可以驱动LED阵列，也可只驱动1个LED.图3所示为基于MAXl570的电荷泵驱动5个白光LED的电路。MAX1570采用4mm×4mm的16引脚QFN封装，最大厚度为0.8mm.MAX1570输入电压范围为2.7V~5.5V,在1MHz的固定频率和在1×及1.5×模式高效工作，为LED提供30mA的恒流，LED电流匹配精度达0.3%,并且LED电流可由单个电阻RsEr设置。可通过数字输入或PWM来控制LED亮度，在关闭状态仅消耗0.1μA的电流。

　　3.当输入电压既可能高于也可能低于LED电压时

　　在输入电压既可能高于，也可能低于LED或LED串的总电压降时，就必须使用降压/升压变换器。基于LT℃3783的降压/升压型变换器驱动8只1.5A串联LED的电路如图4所示。该LED串驱动电路的输入电压范围为9~36V,LED串的总电压降范围为18~37V.在VIN=14.4V,Vo=36V和I0=1.5A条件下，输出功率为54W,效率达93%.电路的开关频率由IC脚FREQ上的

　　电阻R5设置(频率范围为20kHz~1MHz)，R7与R8组成的分压器设置输出过电压保护电平，连接在IC脚FBP与高侧线路之间的R4,用作感测LED电流。LTC3783支持多拓扑结构。用其还可以构筑升压转换器和降压转换器等电路。

　　回扫变换器、单端初级电感变换器(SEPIC)和CUK稳压器等，都可以升高或降低输入电压，

　　输出与输入电压在极性上可以相同或相反。每种拓扑都有独特的优势，但效率都比降压一升压稳压器低。

　　二、交流市电供电的LED驱动电路

　　1.电容降压型LED驱动电路

　　图5所示为电容降压型LED驱动电路(注：图5电路绘于上期本版)。图中，C1为降压电容，R1为泄放电阻，DI~D5为桥式整流器，C2、C3为滤波电容，RVl用作瞬态过电压保护，R2为限流电阻。在220V50Hz的输入电源下，通过电容C1的电流为I=69C1(C1单位为μF,I单位为mA)。若选择C1为0.471μF,电流约为32mA.在此情况下，R1值可选择1MΩ。

　　电容降压型LED驱动电路仅适合于小功率应用，不能提供较大的驱动电流，而且效率很低。其优点是成本低，电路简单。

　　2.变压器降压LED驱动电路

　　一种采用电源变压器降压的LED驱动电路如图6所示。变压器次边输出为12Vac,白光LED的正向压降VF=3.5V,正向电流IF=350mA.桥式整流滤波电压为12Vx2,限流电阻R1值为R1=(12V×2-3xVF)/IF=(12V×2-3×3.5V)/350mA=18.3Ω

　　选择R1=20Ω。R1在350mA下的功耗为0.352×20=2.45W,可选择3W的电阻。在R1=20下Ω，通过LED的电流为：

　　ILED=(12V×2-3×3.5V)/20Ω=323mA

　　若桥式整流器输入电压波动±10%,在10.8Vac下的LED电流为238mA,在13.2Vac下的LED电流则为429mA,导致LED电流变化率超过±25%.由此可见，虽然图6所示的电路比较简单，但电流调整能力很差，并且电源变压器大而笨重，不易于实现电路的小型化和轻量化。

　　图7所示为采用线性稳压器MC7809的白光LED驱动电路，其AC输入电压(12Vac)为电源变压器(或电子变压器输出。MC7809的DC输出电压为9V,R1值为：R1=(Vout-2×VF)/IF(9V-2x3.5V)/350mA=5.7ΩR1消耗的功率为：

　　p=12×R=(0.35A)2×5.7Ω=0.698W

　　MC7809的功耗为：P=(12V×根号(2)2-9V)×IF=(17-9V)×0.35A=2.8W采用线性稳压器后，电流调整率达±5%,但功率耗散较大，效率较低。

　　如果采用安森美公司生产的线性电流源NUD4001取代线性稳压器，电流调整率可低于1%,NUD4001的自身功耗在350mA下，仅为0.875W.