基于鋰離子電池供電、低壓高亮度(HB) LED解決方法

高亮度(HB)LED目前已廣泛用于各種照明設備，其光輸出量(發光效率)通常以流明/瓦為單位計量，已經超過了熒光燈的發光效率。可靠性及安全特性使得HBLED成為電池備份照明系統(應急照明等)的優選方法。

隨著LED制造技術以及電池技術的進步，目前最高容量的鋰離子(Li+)電池能量密度可以達到750kJ/kg左右；鎳氫(NiMH)電池的能量密度略低一些，大約為200kJ/kg(而汽油的能量密度為44MJ/kg)。單節Li+電池的端電壓約為3.7V，要想直接驅動多個串聯的LED，則需把多節電池串聯在一起，但這會帶來功率分配等設計問題，用戶也往往首選單節電池供電的方法。

采用高容量、單節Li+電池驅動高效率LED光源時，由于電池電壓僅為3V至4V，要解決電源轉換問題。本應用筆記介紹了MaximMAX16834HBLED驅動器從低壓電源出現HBLED燈串驅動的解決方法。

采用持續boost模式驅動LED燈串時效率低下

以常見的boost配置拓撲為例，例如：標準的MAX16834HBLED驅動器評估板(EV)MAX16834EVKIT(圖1)。

圖1.常見的HBLED驅動器boost配置

Boost轉換器同時為LED燈串和FET供電

MAX16834是一款通用的HBLED驅動器，允許通過模擬和脈寬調制(pWM)進行調光。器件可實現升壓、升/降壓、SEpIC和高邊buck拓撲。除了驅動由開關控制器控制的n溝道功率MOSFET開關，器件還可驅動n溝道pWM調光開關，以實現LEDpWM調光。器件集成了寬范圍調光、固定頻率HBLED驅動所需的全部電路。

要對MAX16834EVKIT進行一些更改，該設計中使用了MAX8815Aboost轉換器。其評估板默認設置為5V輸出，無需更改標準電路(圖2)。

圖2.MAX8815AEVKIT供應所需的5V輸出，無需更改電路

系統測量

圖3.MAX16834HBLED驅動器在三種電壓下的性能數據

測量時，負載從零(全部LED熄滅)增大至評估板滿載(LED燈串電流最大約1A)。數據表明，電壓較低時，供應給輸出的功率減小。這是因為輸入電源將系統的輸入電流限制為4A，電池源通常也存在此類限制。

結論

對電路進行少許修改，MAX16834可用于驅動HBLED燈串。即使在電池電壓低至3V時，總體轉換效率也可維持在大約90%或以上。能夠幫助工程師采用最新技術、高容量Li+電池供應照明解決方法，防止多級電源轉換而導致的效率低下問題，有助于延長電池使用壽命。

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