组件数量减少的另一个优点是实现解决方案尺寸的缩小。由于 TPS7510x 并不需要外部组件,因此整套解决方案的尺寸刚好降至 IC 尺寸的大小,对于采用 WCSP 封装的 IC 尺寸而言为 1.44mm2。TPS7510x 的第三个优点是近乎所有的输入电流(99%)将用于驱动 LED;电流不会在充电泵电容器或升压电感器上发生损耗。这一节能架构使电池放电寿命的平均效率提高了 87% 以上。对于一个额定电压为 3.6V 的电池而言,该解决方案的效率一般都高于 99%。
LDO 拓扑结构最大的一个缺点就是 LED 的正向电压局限于输入电压与压降之差(一般为 30mV,最大值为 100mV)。由于现在有许多白光 LED 可供选择,手机解决方案中使用的 LED 电流电平 (3mA–10mA) 产生的正向电压一般为 3V 或更低,因此这一局限性不再是这一解决方案的一个主要缺点。另外一个被充分证明的缺点就是线性解决方案的局限性,线性解决方案只能应用于并联 LED 结构。串联结构会导致标准单节锂离子电池应用对正向电压提出太高的要求。因此,TPS7510x 解决方案只能用于并联 LED 结构。
3 固定升压充电泵
对于使用一个固定升压充电泵(见图 2)的应用而言,其输出将被升压至一个固定电压,同时 LED 电流经过调节流过每一个电阻器。由于充电泵器件较低的成本,这种方法的成本相对较低,但是 LED 电流匹配和效率可能会很低(电池放电的平均效率为 43%)。充电泵一个比较重要的优点在于其降低了 LED 正向电压对电源电压(数伏电源轨以内)的依赖程度。尽管充电泵能产生足够高的电压来驱动串联的多个 LED,但是其效率非常低且成本高昂,因此这一解决方案一般只限用于并联 LED 结构。
4 混合模式充电泵
对于使用一个混合模式充电泵(如图 3 所示)的应用而言,其输出电压经过调节,使每一个 LED 上流过一个恒定电流。由于这一类型解决方案所使用的拓扑结构,这些 IC 的 LED 电流源能实现很好的匹配。但是由于正向电压的不匹配,实际的匹配程度会有所降低。这些电路的效率非常高(电池放电时平均效率为 70%),并且允许正向电压高于输入电压。
在这些应用中,TPS7510x 在成本和效率方面有了极大的改善。充电泵电路一般都需要配置一个或两个开关电容器,以及用于保持稳定性的输入和输出电容器。正如前面所述,TPS7510x 减少了组件数量,从而减小了解决方案的尺寸,同时降低了成本。相对于混合模式充电泵解决方案,线性解决方案的劣势在于 LED 正向电压(净空电压)的局限性。然而,混合模式充电泵解决方案可以和相同 LED 电压很好地匹配;无论 LED 正向电压如何变化,TPS7510x 都可实现完美匹配。
5 电感升压
对于使用(大部分情况下用于驱动一个串联 LED 串)一个电感升压转换器(如图 4 所示)的应用而言,流经 LED 串上每一个 LED 的电流为同等大小(理想电流匹配)。在使用充电泵解决方案的情况下,可以使用正向电压高于电源电压的 LED。在仅有一个 LED 驱动线路可选用的应用中(如翻盖手机的背光照明 LCD 模块),电感升压转换器一般(有时为唯一可选)为最佳解决方案。
随着白光 LED 在移动手持终端更广范围内的应用,驱动这些 LED 不会再仅仅局限于一款高电压、高电流解决方案。如今,这些解决方案不仅随着这些器件应用的增长而增长,而且还随着这些应用而不断演变。最近问世的更高亮度和更高效率的 LED 可以通过更低的电流来驱动,这也开创了使用线性电流源的新型解决方案。该解决方案实现了最低的成本、最少的组件数量以及最小的外形尺寸,是移动手持终端应用的理想选择。