提供驅動高亮度LED（HB LED）的電源可以通過許多不同的方案來實現(xiàn)。由于許多系統(tǒng)都是電池供電的，因此能源效率是最大化每次電池充電和系統(tǒng)工作時間的關鍵。通過提高電池效率，您還可以改善系統(tǒng)的“綠色”占用空間。在相同數(shù)量的充電周期的電池使用壽命內(nèi)，更長的充電間隔時間意味著電池可能額外使用數(shù)百小時。因此，進入垃圾填埋場或危險廢物處理場的電池可能會減少。

低功耗照明的常用方法是一個簡單的線性穩(wěn)壓器，配置為在恒流模式下工作（圖 1a）。該線性穩(wěn)壓器具有設計簡單的優(yōu)點。然而，其主要缺點是功率損耗高，因為多余的裕量電壓以熱量的形式耗散在電流測量電阻和穩(wěn)壓器本身中。這種熱量也可能對系統(tǒng)的“綠色”足跡產(chǎn)生負面影響。更多的熱量可能需要更多的冷卻（風扇或大型金屬散熱器），這可能會消耗更多的能量、空間和重量，同時增加材料成本和制造時間。

另一種方法采用開關模式調節(jié)方案，例如降壓穩(wěn)壓器（圖 1b）。這種類型的穩(wěn)壓器通常需要0.8V至1.3V之間的反饋電壓來調節(jié)流向LED的電流。用于設置該電壓的電流測量方案通常采用與LED串聯(lián)的低值電阻。該電阻兩端產(chǎn)生的電壓提供反饋電壓，以維持LED的恒流電源。因此，可以降低穩(wěn)壓器中的損耗，但由于電流測量電阻的功耗，系統(tǒng)中仍然存在損耗。

圖 1a.簡單的線性調節(jié)方案會因穩(wěn)壓器和電流設置電阻而產(chǎn)生功率損耗。該電路的優(yōu)點是簡單易用，并且不會產(chǎn)生EMI。然而，電路只能降低電壓，并且確實會產(chǎn)生一些熱量。

圖 1b.在基本的開關模式調節(jié)方法中，功率損耗的主要來源來自電流檢測電阻器消耗的能量。這種設計非常高效，可以重新配置以提升電壓。然而，它是一個更復雜的電路，會產(chǎn)生EMI。

為了降低電阻中電流引起的功率損耗，可以采用低損耗電流測量方案，例如電阻器/放大器組合，為開關轉換器提供所需的反饋電壓。其中一種方法采用專用的精密電流檢測放大器，如MAX9938T，在串聯(lián)電流測量電阻兩端產(chǎn)生25V/V的檢測電壓。這種方法將電路反饋部分的損耗降低到只有幾十毫瓦。

在圖2所示電路中，升壓轉換器配置采用MAX9938T電流檢測放大器，并使用MAX8815A升壓轉換器從兩節(jié)NiMH串聯(lián)電池獲取電源。MAX8815A工作在高達2MHz的開關頻率，效率高達97%。高開關頻率使外部元件的尺寸最小化;內(nèi)部補償進一步減少了成本和空間敏感型應用的外部元件數(shù)量。該轉換器可以從兩節(jié)NiMH產(chǎn)生3.3V至5V的任何輸出電壓。

圖2.根據(jù)圖1b的工作原理，電流檢測放大器（如MAX9938T）將電流檢測電阻的功率損耗降低到幾十毫瓦，而圖1中的先前方案則為數(shù)百毫瓦或更高。

MAX9938T電流檢測放大器控制流入LED的電流。該放大器在其輸入端集成了增益設置電阻，增益為25V/V。 此外，它還提供 V 的精密精度規(guī)格操作系統(tǒng)小于 500μV （最大值），增益誤差小于 ±0.5% （最大值）。由于MAX8815A的反饋電壓為1.265V，100mΩ檢測電阻產(chǎn)生（1.265V/25）/0.1Ω≈0.5A的LED電流。

輸入共模濾波器由兩個10Ω/100nF組合組成，以防止MAX9938T輸入端出現(xiàn)共模電壓。這些是由MAX8815A輸出端的高頻紋波引起的。MAX200T輸出端的9938nF電容降低了放大器的帶寬，防止振蕩。

這種設計方法提供了一種低元件數(shù)的解決方案，由于穩(wěn)壓器和控制環(huán)路中的功率損耗都最小化，因此電池的使用壽命最大化。

審核編輯：郭婷