基于LT3743 LED驅(qū)動(dòng)器的新型調(diào)光方案詳解

　　開關(guān)周期同步

　　LT3743 使所有的開關(guān)脈沖邊沿同步至 PWM 和 CTRL_SEL 上升沿。同步賦予了系統(tǒng)設(shè)計(jì)師采用任意周期或非周期 PWM 調(diào)光脈沖寬度和占空比的自由度。對(duì)于大電流 LED 驅(qū)動(dòng)器而言，這是從零電流或低電流狀態(tài)恢復(fù)至高電流狀態(tài)過程中必不可少的特點(diǎn)。通過在 CTRL_SEL 或 PWM 信號(hào)變至高電平時(shí)重新起動(dòng)時(shí)鐘，電感器電流將立即開始斜坡上升，而無須等待一個(gè)時(shí)鐘上升沿。未采用同步時(shí)，時(shí)鐘脈沖沿和 PWM 脈沖沿的相位關(guān)系將不受控制，因而有可能在 LED 光輸出中引起明顯的抖動(dòng)。當(dāng)采用一個(gè)具 SYNC 引腳的外部時(shí)鐘時(shí)，開關(guān)周期將在 8 個(gè)開關(guān)周期之內(nèi)重新同步至外部時(shí)鐘。

一款適合高端 DLP 投影機(jī)、采用開關(guān)輸出電容器的 24V、20A LED 驅(qū)動(dòng)器。高端 DLP 投影機(jī)要求極高質(zhì)量的圖像和彩色重現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)高的彩色準(zhǔn)確度，各個(gè) LED 當(dāng)中的彩色偏差是通過混入其他兩個(gè)彩色 LED 的色彩來校正的。例如：當(dāng)紅光 LED 處于滿電流導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，藍(lán)光和綠光 LED 將以低電流水平接通，這樣它們就能夠被混入以產(chǎn)生準(zhǔn)確的紅光。這種方法需要具備在較低 (約 2A) 和較高 (約 20A) LED 電流之間進(jìn)行快速轉(zhuǎn)換的能力，以保持 PWM 調(diào)光脈沖沿。圖 3 示出了一款專供高端 DLP 投影機(jī)使用的 24V/20A LED 驅(qū)動(dòng)器。

圖3：采用開關(guān)輸出電容器的 24V/20A LED 驅(qū)動(dòng)器

　　450kHz 的較低開關(guān)頻率允許使用一個(gè)非常小的 1.0μH 電感器。在 25% 紋波電流條件下，高電流狀態(tài)與低電流狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間大約為 2μs。1mF 的大輸出電容器存儲(chǔ)了兩種不同電流狀態(tài)下 LED 兩端的電壓降，并提供了MOSFET 調(diào)光開關(guān)接通時(shí)的瞬時(shí)電流。對(duì)于實(shí)現(xiàn)快速 LED 電流轉(zhuǎn)換來說，采用幾個(gè)并聯(lián)的低 ESR 電容器是至關(guān)緊要的。

　　已調(diào)高電流和低電流由連接在 VREF 引腳與 CTRL_L 和CTRL_H 引腳之間的分壓器來設(shè)定。VREF 引腳上的 ±2%、2V 基準(zhǔn)還用于提供溫度降額電路施加在 CTRL_T 引腳上的基準(zhǔn)信號(hào) (見下文中的“LED 電流的熱降額”)。

　　為了減小有可能很大的啟動(dòng)電流，LT3473 采用了一種可壓制已調(diào)電流的獨(dú)特軟起動(dòng)電路，從而在軟起動(dòng)引腳充電至 1.5V 時(shí)提供全驅(qū)動(dòng)。為了最大限度地縮短不同電流水平之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間，LT3743 運(yùn)用了針對(duì)每種電流水平的單獨(dú)補(bǔ)償，這樣電流控制環(huán)路就可以盡可能快地恢復(fù)穩(wěn)態(tài)操作。圖 4 示出了從 0A～2A 至 20A 的 LED 電流階躍。

圖4：0A ~ 2A 至 20A 的 LED 電流階躍

　　寬PWM 占空比范圍內(nèi)的高效率

　　在便攜式 DLP 投影機(jī)中，功率耗散是一個(gè)極其重要的設(shè)計(jì)參數(shù)。與目前市面上銷售的許多并聯(lián)型大電流 LED 驅(qū)動(dòng)器不同，LT3743 在一個(gè)寬 PWM 占空比范圍內(nèi)擁有卓越的效率。通過只把功率輸送至負(fù)載，而不是將功率旁路掉或者給輸出電容器充電，常見的傳統(tǒng) PWM 調(diào)光型驅(qū)動(dòng)器中損失的大部分能量可以節(jié)省下來。圖 5 示出了當(dāng) VIN = 12V、并以 0A 至 20A 電流驅(qū)動(dòng)一個(gè)綠光 LED 時(shí)，整個(gè)占空比范圍內(nèi)的效率變化情況。

圖5：12V、20A PWM 調(diào)光效率 (采用一個(gè)綠光LED)