LED 和电荷泵

LED采用全部并联方式连接在并联设计中，多个LED 由具备独立电流的驱动电路来驱动。

并联设计是基于低驱动电压完成的，因此无须带电感的升压电路。

基于电荷泵驱动的并联设计具有低电磁干扰、低噪声、高效率和外部器件少的特点。

在串联设计中，一个LED 发生故障就会导致整个背光照明子系统失效，而并联设计可避免出现这种严重缺陷，而使设计容错性较强。

LED 采用全部并联方式的连接如图所示，即将多个LED 的正极与正极、负极与负极并联连接，其特点是每个LED 的工作电压一样，总电流为IF 乘以n，为了使每个LED 的工作电流IF 一致，要求每个LED 的正向电压也要一致。

但是，由于器件之间的特性参数存在一定的差别，且LED 的正向电压UF 随温度上升而下降，故不同LED 可能因为散热条件的差别而使工作电流IF 不同。

散热条件较差的LED 的温升较大，其正向电压U，下降也较大，造成工作电流UF 上升，而工作电流IF 上升又加剧温升，如此循环可能会导致LED 损坏。

LED 采用并联方式时要求LED 驱动器输出较大的电流，负载电压较低。

在实际设计中应挑选一致性较好的LED，要求分配在所有LED 两端的电压相同，当LED 的一致性差别较大时，通过每只LED 的电流不一致，LED 的亮度也不同。

LED 采用并联连接的方式适合用于电源供电电压较低的电子设各(如太阳能或电池)。

图LED 采用全部并联方式的连接图当某一个LED 断开时，如果采用稳压式驱动(如稳压式开关电源)，驱动器的输出电流将减小，而不影响余下所有LED 的正常工作。

如果是采用恒流式驱动，由于驱动器的输出电流保持不变，分配在余下LED 的电流将增大，将损坏所有余下的LED。

解决办法是尽量多并联LED，当断开某一只LED 时，分。

手机相机LED闪光灯驱动控制正向电流的设计方案每年市场上都要新增几百款手机，这些手机的基本功能都一样，那就是通信。

手机的周边设计是增加手机附加功能、增加手机卖点以及新利润点的主要途径。

不同手机的区别主要住于外围功能，譬如外观、屏幕颜色亮度、多媒体功能、蓝牙、照相机功能等。

手机集成照相机功能是现在手机设计的必然趋势，手机相机的像素也越来越高。

为获得更好的图像效果，手机相机的闪光灯功能也变得越来越重要。

目前的手机相机主要采用 LED闪光灯。

闪灯用的LED只需要3.5～4.5V直流电压、120～250mA电流就可以发出2000～7500mcd的高亮度光。

LED低压闪光灯电路简单、高效、省电，而且成本低、PCB面积小，特别适用于手机、数码相机和手持设备，很受手持影像产品市场的青睐。

根据驱动电路的输出特性，LED闪光灯的驱动电路可分为恒压型和恒流型；按电路工作原理，可以分为升压电路和电荷泵电路。

LED是电流驱动型器件，其亮度与电流成比例关系。

在恒压型驱动电路中，往往有一个电阻与LED串联，用来确定产生预期正向电流所需向LED提供的电压。

这种方式有一个缺点，即LED正向电压的任何变化都会导致LED电流的变化，从而无法保证流过LED的电流等于预设值，也就无法确保LED的亮度恒定。

在恒流型驱动电路中，通过检测串联在LED上电阻的电压来保证流过LED的电流恒定。

这种方式可以消除正向电压变化所导致的电流变化，因此可产生固定的LED亮度。

由于手机电池电压的工作范围一般为3.6V～4.2V，而LED的正向电压一般为3V～4V，所以存低电压输入、高电压输出的时候，必须采用升压电路将电压升高以驱动LED。

闪光灯驱动一般采用两种方式升压，一种是采用电感作储能元件的升压电路，另一种是采用电容作储能元件的电荷泵。

升压电路采用电感作为储能元件，其优点是效率相对较高。

图l 给出了升压电路的原理图。

手机相机LED闪光灯驱动控制正向电流的设计方案现在市场的LED闪光灯驱动控制器都集成了控制电路和升压开关管，但是电感和用于续流的肖特基二极管还是外接的，这增加了电路的复杂性、成本和PCB面积。

白光LED串联与并联驱动方案白光LED可以采用串联，也可采用并联连接方式，两种解决方案各有优、缺点。

并联方式的缺点是LED电流及亮度不能自动匹配。

串联方式可以保持固有的匹配特性，但需要更高的供电电压。

红光LED和绿光LED的正向压降为1.8～2.4V（典型值），一些常用电池即可提供足够高的电压，直接驱动这些LED。

然而，白光LED的正向压降为3～4V（典型值），故通常需要一个独立电源供电。

在串联配置中，LED的数量受驱动器的最高电压限制。

若最高电压为40V，在串联配置中根据白光LED的正向电压，这一最高电压最多能够驱动10～13个白光LED，驱动电流的范围是连续状态的10～350mA。

这种配置的优势是串联白光LED可以用单线传输电流。

其缺点是：当PCB空间受限时（特别是高功率时），铜导线上的电流密度是个问题，而且如果在串联模式中一个白光LED发生故障，所有白光LED都将被关掉。

但是，从设计角度看，如果有屁个白光LED，就要将电池电压提升到n×UF，所以必须采用升压结构。

可以利用电感元件精确地监控电流斜率，从而限制由菲受控瞬间电流产生的EMI。

典型的升压拓扑结构如图1所示。

图1 基于电感升压变换器的LED驱动器在并联配置中，特定阵列中的白光LED数量受到驱动器封装水平和连接器引脚数量的限制。

另外，在白光LED并联时，必须对每个白光LED进行电流控匍，以确保各白光LED 之间的匹配非常适合特定应用场合。

实际上，两个白光LED间电流流不一致的程度超过10％以上时，将影响彩色LCD显示图像的质量（白光LED作为LCD的背光源）。

在串联配置的两个白光LED中并不存在两个白光LED电流不一致的问题，因为流过两个白光LED的电流是相同的。

此外，并联配置能够利用电荷泵技术，用2个陶瓷电容将能量从电池传输到白光LED 阵列。

除了电荷泵变换器以外，每个白光LED控制器还包含一个电流镜像，此电流镜像的性能是白光LED间良好匹配的关键。

设计指南Q&A系列: 电荷泵上网时间：2006年05月26日Sam Davis 著电荷泵主要有哪些应用？在过去的十年了，电荷泵得到了广泛运用，从未调整单输出IC到带多输出电压的调整IC。

输出功率和效率也得到了发展，因此现在的电荷泵可以输出高达250mA的电流，效率达到75%(平均值)。

电荷泵大多应用在需要电池的系统，如蜂窝式电话、寻呼机、蓝牙系统和便携式电子设备。

主要应用包括驱动用于手机背光的白光LED和毫瓦范围的数字处理器(如图)。

电荷泵如何工作？电荷泵(开关电容)IC通过利用一个开关网络给两个或两个以上的电容供电或断电来进行DC/DC电压转换。

基本电荷泵开关网络不断在给电容器供电和断电这两个状态之间切换。

C1(充电电容)传输电荷，而C2(充电电容器)则储存电荷并过滤输出电压。

额外的“快速电容”和开关阵列带来多种好处。

电荷泵有哪些工作模式？电荷泵IC可以用作逆变器、分路器或者增压器。

逆变器将输入电压转变成一个负输出。

作为分路器使用时，输出电压是输出电压的一部分，例如1/2或2/3。

作为增压器时，它可以给I/O带来一个1.5X或者2X的增益。

很多便携式系统都是用一个单锂离子电池或者两个金属氢化物镍电池。

因此当在2X模式下运行时，电荷泵可以给一般在3.3V到4.0V的范围内工作的白光LED供应适当的正向电压。

电荷泵的输出电压经过调节吗？基本电荷泵缺少调整电路，因此实际上所有当今使用的电荷泵IC都增加线性调整或者电荷泵调制。

线性调整的输出噪音最低，并可以在更低的效率情况下提供更好的性能。

而由于调整IC没有串联传输晶体管，控制开关电阻的电荷泵调制就可以提供更高的效率，并为一个给定的芯片面积(或消耗)提供更多的输出电流。

电荷泵的主要优势是什么？电荷泵消除了电感器和变压器所带有的磁场和电磁干扰。

但是，仍然有一个可能的微小噪音源，那就是当快速电容和一个输入源或者另外一个带不同电压的电容器相连时，流向它的高充电电流。

LED知识大全led光谱晶片，什么是led晶片?一、LED晶片的作用：LED晶片为LED的主要原材料，LED主要依靠晶片来发光。

二、LED晶片的组成主要有砷(AS)铝(AL)镓(Ga)铟(IN)磷(P)氮(N)锶(Ｓi)这几种元素中的若干种组成。

三、LED晶片的分类1、按发光亮度分：A、一般亮度：R﹑H﹑G﹑Y﹑E等B、高亮度：VG﹑VY﹑SR等C、超高亮度：UG﹑UY﹑UR﹑UYS﹑URF﹑UE等D、不可见光(红外线)：R﹑SIR﹑VIR﹑HIRE、红外线接收管：PTF、光电管：PD2、按组成元素分：A、二元晶片(磷﹑镓)：H﹑G等B、三元晶片（磷﹑镓﹑砷）：SR﹑HR﹑UR等C、四元晶片(磷﹑铝﹑镓﹑铟)：SRF﹑HRF﹑URF﹑VY﹑HY﹑UY﹑UYS﹑UE﹑HE、UG四、LED晶片特性表（详见下表介绍）LED晶片型号发光颜色组成元素波长（nm）晶片型号发光颜色组成元素波长（nm）SBI蓝色lnGaN/sic 430 HY超亮黄色AlGalnP 595SBK较亮蓝色lnGaN/sic 468 SE高亮桔色GaAsP/GaP 610DBK较亮蓝色GaunN/Gan 470 HE超亮桔色AlGalnP 620SGL青绿色lnGaN/sic 502 UE最亮桔色AlGalnP 620DGL较亮青绿色LnGaN/GaN 505 URF最亮红色AlGalnP 630DGM较亮青绿色lnGaN 523 E桔色GaAsP/GaP635PG纯绿GaP 555 R红色GAaAsP 655SG标准绿GaP 560 SR较亮红色GaA/AS 660G绿色GaP 565 HR超亮红色GaAlAs 660VG较亮绿色GaP 565 UR最亮红色GaAlAs 660UG最亮绿色AIGalnP 574 H高红GaP 697Y黄色GaAsP/GaP585 HIR红外线GaAlAs 850VY较亮黄色GaAsP/GaP 585 SIR红外线GaAlAs 880UYS最亮黄色AlGalnP 587 VIR红外线GaAlAs 940UY最亮黄色AlGalnP 595 IR红外线GaAs 940五、注意事项及其它1、LED晶片厂商名称：A、光磊（ED） B、国联（FPD）C、鼎元（TK）D、华上（AOC）E、汉光（HL）F、AXTG、广稼2、LED晶片在生产使用过程中需注意静电防护。

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电荷泵电路讲解电荷泵电路是一种将输入电压转换为高电压输出的电路，它通过交替充电和放电电容器的方式实现电压升高。

这种电路常被应用于需要高电压驱动的场合，例如液晶显示器背光、闪光灯、高压电场实验等。

电荷泵电路由基本的充电电容器和放电电容器组成，结构简单，而且可以很容易地做到微型化。

它的基本工作原理可以用一个简单的示波图来描述：当电容器 C1 经过一个高电平的脉冲信号时，C1 将被充电并存储能量。

当脉冲信号转为低电平时，电容器 C1 将释放之前储存的能量，并将其传递给电容器 C2。

由于电容器 C2 的电压是由电容器C1 传递过来的，因此电容器 C2 的电压将随着电容器 C1 的电压而上升。

具体来说，电荷泵电路可以分为两种基本类型：单端电荷泵和双端电荷泵。

单端电荷泵由一个充电电容器、一个放电电容器和一个开关（例如转换器）组成。

在单端电荷泵中，充电电容器的电压通过放电电容器的电压相乘来实现电压升高。

双端电荷泵则是单端电荷泵的变形，它将两个单端电荷泵串联在一起。

在双端电荷泵中，当充电电容器的电量传递到放电电容器时，这种过程会导致一个相位差，因此原本应该是反向的电压变成同向增加，达到更高的电压。

尽管电荷泵电路具有很多优点，如结构简单、高效能、可靠性高、尺寸小等，但是它也存在一些缺陷，如输出电压不稳定、电流产生噪声、电容器电压损失等。

因此，在使用电荷泵电路时，需要针对具体场合和要求进行系统参数和结构的调整和优化。

总之，电荷泵电路是一种非常实用的电路，它能够将输入电压转换为高电压输出，广泛应用于液晶显示器、LED阵列、CCFL背光、高压电场实验、医疗设备等领域。

随着集成电路技术的不断进步，电荷泵电路在微电子领域的应用也在不断拓展。

目录摘要 (1)Abstract11 引言12 电荷泵的原理12.1 电荷泵的基本原理12.2 理想电荷泵模型及其原理简介22.3电荷泵的工作过程33 电荷泵的应用63.1 基于电荷泵的LED驱动电路的基本原理63.2 电荷泵LED驱动器的主要特点83.3 MAX1576电荷泵驱动LED的电路84 结束语9参考文献 (10)电荷泵原理及应用摘要：电荷泵由于其转换效率高、外接组件少，在现代电源管理电路中有广泛的应用。

本文从应用的角度出发，介绍了电荷泵的工作原理和电荷泵在现代电子工业中的应用；在应用方面重点讨论了基于电荷泵的LED驱动器并做出结论。

本文的讨论和结论对全面掌握电荷泵原理和合理应用电荷泵有重要的参考作用。

关键词：电荷泵；原理；应用The Principle and Application of Charge pumpAbstract:Charge pump is widely used in the modern power management circuit because of its high conversion efficiency and fewer external ponents .This article introduces the working principle of charge pump and its application in the modern electronic industry from the perspective of application.And describe the LED driver based on charge pump in detail,then make a conclusion.The discussion and conclusion of this article is the essential reference for us to master the principle of charge pump and learn how to use it reasonably. Keywords: charge pump;principle;application1 引言随着科技的高速发展，移动、平板电脑等便携式移动设备已成为每家每户现代生活的必需品。

一目前，LED驱动电路大致可以分为：电阻降压驱动方式，线性稳压/恒流电源驱动方式，电荷泵驱动方式，DC-DC转换驱动方式。

电阻降压式LED驱动电路成本低、简单易行。

LED 是电流控制型器件，其导通压降相对较低，因此，最简单的方法是使用电阻限制LED的电流。

然而，此驱动方式不具备任何保护功能，且电阻消耗功率较大，电路效率较低。

线性LED驱动电路结构简单、实现方便，电路的核心是利用工作于线性区的功率三极管或MOSFFET作为一动态可调电阻来控制负载。

线性LED驱动电路输出线性直流电，可用于要求较高的场合，但由于线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效率较低。

电荷泵驱动电路根据输出方式的不同有电压输出型和电流输出型两种：电压输出型电荷泵驱动电路输出恒定电压，电流输出型电荷泵驱动电路输出恒定电流。

电荷泵电路的最大优势是无须使用电感元件，具有成本低、噪声低、辐射EMI小以及控制能力强等优点。

然而，电路的效率会随着输入电压和输出电压的比例关系而变化，有时效率会低至70%以下，尤其是电压调节的电荷泵的效率往往不足70%。

因此，电荷泵式驱动电路在大功率LED驱动应用中受到了限制。

DC-DC转换驱动方式可分为：开关型LED恒流芯片驱动方式、非隔离式开关电源驱动方式、隔离式开关电源驱动方式。

非隔离式开关电源驱动方式，如降压型（Buck）和升压型（Boost）电路等，利用开关技术可获得较高的效率和较宽的电压范围。

然而，此类DC-DC变换器输入和输出共地，不能实现良好的电气隔离，因而并不适用于交流输入的场合。

隔离式开关电源驱动方式，如正激变换方式（Forward）和反激变换方式（Flyback）等，利用变压器进行输入与输出之间的隔离，并可采用工频交流电供电，具有效率高、适用性好、安全、可靠等优点，成为现阶段LED恒流驱动电路的首选。

二1)按驱动方式分，按LED驱动方式可分为恒流式和稳压式两大类。

(1)恒流式。

a.恒流电路输出的电流是恒定的，而输出的直流电压却随着负载阻值的大小不同在一定范围内变化。

电荷泵的原理及应用1. 什么是电荷泵电荷泵是一种电子设备，它能够利用电场的力量将电荷移动到更高能级的位置，从而产生更高的电压。

它主要由电容器、开关和一系列整流器组成。

2. 电荷泵的原理电荷泵的原理基于电容器的充电和放电过程。

当开关处于导通状态时，电容器开始充电，吸收电荷。

一旦电容器充满电荷，开关被切断并反向放电，将电荷从电容器移动到更高能级的位置。

重复这个过程，就可以产生更高的电压。

3. 电荷泵的应用电荷泵在许多电子设备中广泛应用。

以下是一些常见的电荷泵应用：•电压倍增器：电荷泵可以将输入电压提升到更高的输出电压。

这在一些场合中非常有用，例如液晶显示器的驱动电路中。

•电荷泵稳压器：电荷泵还可以用作稳压器，通过调整电荷泵工作周期和频率，可以稳定输出电压并消除电源中的纹波。

•频率倍增器：电荷泵可以将输入信号的频率提高到更高的频率。

这对于一些需要高频信号的应用来说是十分重要的，例如射频通信。

•电压反转器：电荷泵可以实现输入电压的反转。

这在一些特定场合中非常有用，例如需要生成负电压的场合。

•电荷泵逆变器：电荷泵可以将直流电压转换为交流电压。

这在一些需要交流电压的应用中非常重要，例如音频放大器。

4. 电荷泵的优缺点电荷泵具有许多优点，但也存在一些缺点。

优点：•高效性：电荷泵通常具有较高的转换效率，能够将输入电压有效地提高到更高的输出电压。

•紧凑性：电荷泵通常由较少的元件组成，体积小巧，适合在电子设备中进行集成。

•可靠性：电荷泵不需要移动部件，因此其可靠性较高，无机械磨损和损坏的风险。

缺点：•输出电流有限：电荷泵的输出电流通常相对较小，不适用于高功率应用。

•噪声较大：电荷泵输出电压中可能会引入噪声，需要进行滤波处理。

•限制输入电压范围：电荷泵对输入电压的稳定性要求较高，不适用于输入电压波动较大的应用。

5. 结论电荷泵是一种利用电场力量产生更高电压的电子设备。

它在许多电子设备中广泛应用，包括电压倍增器、稳压器、频率倍增器、电压反转器和电荷泵逆变器等。