如今的移动电话和PDA用户对背光和显示色彩的要求越来越高。设计人员可能期望消费者会根据产品的技术特点选择购买，然而移动电话和PDA用户看重的却往往是产品的外在特色，如特别的色彩或声音等。此类外在特色将成为下一代移动电话和PDA产品的卖点，也是产品能否在市场上取得成功的关键。

今天增长迅速的移动电话和PDA用户群都是一些年轻和追求时尚的人。他们希望移动电话具有多种背光色彩、夜光照明按键，并能以不同色彩显示来电。不过这一切只是个开始。新一代移动电话将配备全彩色显示屏和内置照相机。为了在新兴的市场中取得成功，设计人员必须利用先进的LED和LED驱动器技术。

白光LED

设计人员有两种基本的LCD技术来显示彩色，分别是采用超扭曲向列 (STN) 或薄膜晶体管（TFT）显示。这两种方式都需要白光背光照明。因为白光光谱包含了所有的颜色，而显示器的滤色镜会从白光光谱中挑选所需的颜色。如果光谱不是完全白光，色彩便会失真扭曲，显示也会变得混浊。

过去电致发光（EL）与冷阴极荧光管（CCFT）被广泛用于产生白光光谱，而现在的发展趋势是在彩色显示背光照明中使用白光LED。白光LED的结构非常紧凑，工作电压也比高压的EL和CCFT方案低很多，因而成为理想的低成本方案。事实上，LED是现在移动电话中最流行的照明选择。

白光LED驱动器

白光LED的正向压降匹配较差。第一代LED驱动器采用限流电阻进行电流匹配，以补偿正向电压的差异，从而保证LED亮度的一致性。然而，最新研制的LED驱动器IC不会受供电电压的影响而保证恒定的亮度。提升并调节电池电压的驱动器IC可以是开环或闭环控制器、电荷泵，或带有电压或电流输出的电感转换器。

并联、串联还是混联？

设计人员可根据特定应用的需要选择合适的LED配置，以获得最佳的性价比。然而， 由于现有的LED驱动器和配置数目众多，挑选合适的LED配置方案可能会很复杂。

在大多数应用中，LED是通过并联或串联在一起。但在个别情况下，也可采用混合的串联/并联配置方式。对串联、并联或混联的应用没有绝对的答案，这要取决于应用的需要，每种配置方案都有本身的优点和不足之处。

串联

在讨论串联配置的优缺点之前，必须先了解LED电流值如何影响亮度匹配。LED为二极管，具有类似二极管的正向电压和电流特性。由于LED亮度几乎完全由电流控制，因此，只要使用相同或匹配的电流，两个LED即可获得相同的亮度，而无需考虑其正向电压的差异。图1为串行连接的LED，并使用反馈电阻器来控制LED电流。

图1　串联配置（略）

LED的正向电压各有不同，LED的串联可保证其电流相同，因此全部LED的亮度都是一致的。

并联

大多数并联LED配置都采用恒电压或恒电流LED驱动器，而驱动器的采用取决于具体的应用要求。

在恒压拓扑中驱动并联LED非常简单，驱动器可以是开环电压输出的开关式电容DC/DC稳压转换器和电荷泵，如图2所示。

图2　恒压驱动器（略）

每个LED都有一个串行连接的限流电阻，用来设置电流值并匹配LED之间的电流。采用具有高限流电阻值的恒压驱动器，可以获得良好的电流匹配，但其负面作用是影响效率。相反，较低的限流电阻值将提供较高的效率，但较差的电流/亮度匹配效果。

图3　带限流电阻的恒压驱动器（略）

第一代恒流驱动器是带有整流功能的电荷泵，这些IC使用限流电阻来检测LED电流。电流可以利用反馈连接至限流电阻的LED进行调节-通常是配置中的第一个LED，然后，余下LED的限流电阻器会与第一个LED的电流进行匹配。由于LED之间的正向电压各不相同，因此电流匹配的精度非常有限，如图3所示。

匹配

需要精确电流匹配的应用如彩色LCD显示等，可以使用今天的内部匹配恒流LED驱动器，这些驱动器可在LED之间提供精确的电流匹配，而无需考虑其正向电压。图4展示飞兆半导体的FAN5609驱动器如何在LED之间提供电流匹配，而 无需使用限流电阻。唯一缺点是每个LED都需要连接到驱动器。

图4　Fairchild FAN5609驱动器（略）
图5　Fairchild FAN5613驱动器（略）

并非所有并联LED驱动器都需要升压电路。白光LED需要的正向电压相对较高。最新的技术趋势是将该电压降低-低于3V。为什么电压降低至3V以下如此重要？以单个锂离子电池的工作范围为例，即电压范围由2.7V 到 4.2V，其标称电压值为3.6V。如果白光LED的正向电压低于3V，电池即可直接驱动电路（无需升压），从而减少部件数量和成本。图5显示飞兆半导体的FAN5613 LED驱动器如何直接由电池供电，并同时提供模拟和PWM亮度控制。

控制电路

与传统LED驱动器IC不同，如今的LED驱动器采用了主动匹配技术，以实现紧密追踪和恒定亮度，而内置的数字、模拟和PWM控制装置对亮度调节非常有利。飞兆半导体最新的LED驱动器之一FAN5608整合了所有的亮度控制方式： 数字、模拟、PWM，并支持特殊配置方案，容许两个恒流驱动多个LED串，每串LED都具有独立的亮度控制。图6所示为FAN5608如何为多达12个：两串每串六个 LED提供恒流源。

图6　Fairchild FAN5608并联/串联驱动器（略）

电流精确匹配

LED驱动器供应商经常吹捧LED电流匹配精确性在0.3%至 5%之间的差异，以及其驱动器正处于这水平内。实际上，人眼根本察觉不到LED之间如此小的亮度差别。那么，电流精确匹配的重要性何在？虽然电流匹配的精确性在5%或以下是最好的，但在5%以下任何精度之间的差别都只是细微至不能察觉。

照明实例

这里假设一个应用情境，并讨论当中利用特定LED驱动器配置的优缺点。在这示例中，假设有一个4英寸的彩色显示器，需要8个白光LED提供适当的背光照明和真实色彩。

本例需要采用相同的电流使亮度均匀，因此可选用串联或恒流并联配置方式。理想的解决方案是采用8个恒流LED并联配置，但市场还没有这种用于8个LED的驱动器。可以使用两个驱动器，每个驱动4个LED，但这意味着需要两套组件、两个驱动电路等，因此不是最佳的解决方案。如果采用串联驱动器，则需要30V以上的电压来驱动由8个LED组成的LED串，而这个高电压需求使得串联驱动器被剔出理想解决方案之列。

最近，更先进LED驱动器的面世，正好提供了较佳的解决方案。例如，飞兆半导体的全新串联/并联LED驱动器FAN5608，便能够满足所求，为两串LED提供恒流。可以在两个LED串上连接4个串联LED，从而满足驱动8个LED的要求。此外，这种配置所需的外部元件最少，因而成为这示例中最佳的显示设计方案。

总括而言，市场上的LED驱动器和配置方案就像其应用一样种类繁多。设计人员可针对具体应用挑选合适的LED配置方案，以获得最佳的性价比。今日的新型驱动器能提供一致的LED亮度，节省宝贵的印刷电路板空间，而且只需极少甚至不需外部元件。