將白光LED應用于顯示器背光或其他照明應用時，有兩個原因需要恒流驅動它們：

避免違反絕對最大額定電流并損害可靠性。

從每個LED獲得可預測且匹配的發光強度和色度。

本應用筆記描述了一系列典型LED和電路的特性，以實現必要的恒流驅動。

六個隨機白光LED（兩家制造商各三個）的正向電流與正向電壓的關系如圖1所示。在這種情況下，例如，用3.4V驅動這六個LED，將導致其正向電流在10mA至44mA之間變化，具體取決于LED。

圖1.六個隨機白光 LED（兩家領先制造商各三個）的正向電流與正向電壓的關系。請注意，任何給定電壓下的正向電流變化很大，例如，在10.44V時為3mA至4mA。

為了可靠性，重要的是不要違反LED的絕對最大額定電流。典型值可能是30mA絕對.max.，但如圖2所示，最大電流被降額以應對不斷升高的環境溫度。通常將電流限制在20mA以內，以便在高達50攝氏度的溫度下使用。通過結合圖1和圖2中的信息，很明顯，以恒定電壓驅動白光LED不是一個可靠的解決方案。

圖2.白光LED的絕對最大正向電流額定值通常隨著環境溫度的升高而降低。（圖片由日亞株式會社提供）

此外，重要的是要注意，白光LED的發光強度和色度（顏色）經過測試，并通過恒流驅動來最好地控制。典型的白光LED規格如圖3所示。

圖3.對于典型的白光LED，整個電氣規格在IF = 20mA下進行測試。因此，為了獲得可預測和匹配的發光強度和色度（顏色），建議使用恒流驅動。（圖片由日亞株式會社提供）

圖4顯示了用于驅動白光LED的四種常見電源電路。圖5顯示了調節六個隨機LED時的相應調節精度。在圖5中，穩壓器的輸出負載線特性繪制在LED的Vf曲線頂部。線相交的地方是每個LED的調節點。

圖4.白光 LED 通常以四種不同的方式供電：（a） 電壓源和鎮流電阻器，（b） 電流源和鎮流電阻器，（c） 多個電流源，以及 （d） 電流源與 LED 串聯連接。

圖5.白光LED正向電壓（Vf）的變化對電流調節精度的影響因調節方案而異：（a）電壓源和鎮流電阻，（b）電流源和鎮流電阻，（c）多個電流源或與LED串聯的電流源。圖中顯示了六個隨機白光 LED（三個來自批次 A，三個來自批次 B）的 Vf 曲線。穩壓器的輸出負載線曲線與LED的Vf曲線相交的地方是調節點

圖4a電路顯示了如何使用穩壓器和鎮流電阻來控制LED電流。這種方法的優點是可以以這種方式應用各種各樣的穩壓器，并且只有一個端子將穩壓器連接到LED。缺點是，由于鎮流電阻中的功率損失，效率不是很好，并且LED正向電流沒有得到精確控制。圖5a顯示，我們的六個隨機LED的電流從14.2到18.4mA不等，而品牌A的平均亮度比品牌B高約2mA。

圖4b電路調節施加到LED的總電流，而鎮流電阻仍用于LED與LED的匹配。MAX1910就是這類電流調節的一個例子。該電路利用了這樣一個事實，即LED在一個制造商的批次內更好地匹配，并且大多數變化是批次之間或品牌之間的變化。因此，鎮流電阻可以減少一半功率的浪費，同時提供與前一個電路類似的電流控制。圖5b顯示，我們的六個隨機LED中的電流在15.4至19.6mA之間變化;然而，品牌A的變化甚至更小，品牌A和品牌B都以相同的17.5mA/LED的平均電流運行。缺點是鎮流電阻器中仍然存在明顯的功率損耗，并且LED電流不能完全匹配。然而，該電路代表了性能和簡單性之間的良好折衷。

圖4c電路調節每個LED中的單個電流，不需要鎮流電阻。電流調節精度和匹配由各個電流調節器的精度控制。MAX1570是此類電流調節的一個例子，具有2%的典型電流精度和0.3%的典型電流匹配。由于電流穩壓器是低壓差，因此效率可能非常高。圖5c顯示，所有六個隨機選擇的白光LED的調節電流恒定為17.5mA。由于缺少鎮流電阻器，可節省電路板空間，但穩壓器和LED之間需要四個端子。這種類型的電路代表了一種高性能解決方案，可以很容易地與基于電感的解決方案競爭。

圖4d電路是基于電感的高效升壓轉換器，用于調節電流。低反饋門限可最大限度地降低電流檢測電阻中的功耗浪費。由于 LED 串聯排列，因此 LED 電流在所有條件下都完美匹配。電流精度由穩壓器的反饋閾值精度決定，與LED的正向電壓變化無關。MAX1848和MAX1561是此類電流調節的示例，具有87%（3個LED）和84%（6個LED）的效率（P發光二極管/P在），分別。其他一些優點包括穩壓器和LED之間只有兩個端子，并且LED的串聯排列與使用哪個特定的升壓轉換器無關，為設計人員提供了很大的靈活性。缺點包括電感的尺寸（尤其是高度）、成本和輻射EMI。

審核編輯：郭婷