LED 驅(qū)動(dòng)器 IC應(yīng)用

　　在驅(qū)動(dòng)要求驅(qū)動(dòng)電流高達(dá) 20A 的 LED 時(shí)，轉(zhuǎn)換效率至關(guān)重要。首先，為了保持 LED 在提供光時(shí)的高效率，IC 驅(qū)動(dòng)器還必須提供高效率，以最大限度地減少以熱量形式浪費(fèi)的能源。其次，很多應(yīng)用 (諸如 DLP 投影儀和建筑照明) 都需要占板面積非常緊湊的解決方案。結(jié)果，LED 驅(qū)動(dòng)器 IC 不應(yīng)該需要任何附加的散熱措施來消散浪費(fèi)的功率。LT3743 運(yùn)用一種獨(dú)特的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)面向 CTRL_L 和 CTRL_H 電流電路采用同步整流和外部切換的負(fù)載電容器，從而為最常需要的占空比提供高于 90% 的效率。

　　圖 2 顯示 LT3743 的效率怎樣隨著占空比變化，同時(shí)用 2A 至 20A 的電流驅(qū)動(dòng)一個(gè)綠光 LED。其他工業(yè)應(yīng)用，諸如激光二極管驅(qū)動(dòng)器，在脈沖應(yīng)用中也需要這樣的高效率。

　　三態(tài)電流控制

　　LT3743 運(yùn)用一種獨(dú)特的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)三態(tài)電流控制，面向每一個(gè)電流值都具有 3000:1 的調(diào)光比。圖 3 顯示了這些不同的電流值是怎樣控制的。首先，當(dāng) PWM 信號(hào)變高時(shí)，它將 LED 電流設(shè)置為從零到由 CTRL_L 設(shè)定的電流值，在這個(gè)例子中，ILED = 2A。然后，當(dāng) CTRL_SEL 引腳變高時(shí)，ILED = 20A。所有這些電流值都保持 ±6% 的準(zhǔn)確度，從而確保一致的亮度。相反，當(dāng) CRTL_SEL 變低時(shí)，ILED 返回到 2A，而當(dāng) PWM 信號(hào)變低時(shí)，ILED 進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)。LT3743 單獨(dú)的 CTRL_L 和 CTRL_H 控制環(huán)路使這些電流值能夠以約 2ms 的時(shí)間非?？斓剞D(zhuǎn)換，同時(shí)保持非常高的效率。

這種三態(tài)電流控制實(shí)現(xiàn)了高端 DLP 投影儀應(yīng)用，這類應(yīng)用利用 RGB LED 提供前所未有的顏色準(zhǔn)確度和動(dòng)態(tài)范圍。圖 4 顯示，與兩態(tài)控制相比，三態(tài)電流控制是如何提供更高性能。傳統(tǒng)上，兩態(tài)控制視相對占空比的不同而有所變化，或者完全接通、或者徹底斷開每一個(gè) RGB LED，以確定顏色。這使投影顏色準(zhǔn)確度完全取決于單個(gè) LED 的顏色準(zhǔn)確度，而 LED 的顏色準(zhǔn)確度可能有相當(dāng)大的變化。不過，因?yàn)楦叨?DLP 投影儀需要最高質(zhì)量的圖像和彩色再現(xiàn)，所以需要一種新的方法來實(shí)現(xiàn)這樣的高質(zhì)量。也就是說，要實(shí)現(xiàn)最高的顏色準(zhǔn)確度，單個(gè) LED 中的變化必須通過與其它兩個(gè)彩光 LED 混合來校正，以提供最準(zhǔn)確的顏色。例如，當(dāng)紅光 LED 以滿電流接通時(shí)，藍(lán)光和綠光 LED 以較低的電流值接通，這樣它們就可以混合，以產(chǎn)生最準(zhǔn)確的紅色。PWM 和 CRTL_S 引腳上 3000:1 的調(diào)光能力進(jìn)一步擴(kuò)大了混合顏色的動(dòng)態(tài)范圍。這種顏色混合的相互作用方式可以在圖 4 中看到。

　　電流值之間的快速轉(zhuǎn)換

　　為了保持最準(zhǔn)確的顏色混合能力，LED 驅(qū)動(dòng)器不僅必須在 3 種不同的電流值上提供三態(tài)電流控制和準(zhǔn)確的 PWM 調(diào)光，而且還必須從相對低電流的穩(wěn)定狀態(tài) (約為 2A) 轉(zhuǎn)換到高得多的穩(wěn)定電流值 (約為 20A)，以維持 PWM 調(diào)光邊緣的原狀。LT3743 的獨(dú)特設(shè)計(jì)使該器件能夠非?？斓剡M(jìn)行這類轉(zhuǎn)換。即正如在圖 5 中可以看到的那樣，LT3743 可以在不到 2ms 的時(shí)間內(nèi)從 2A 恒定電流狀態(tài)轉(zhuǎn)換到 20A 狀態(tài)，從而使該器件非常適用于顏色混合 RGB 應(yīng)用。

　　除了 RGB LED 顏色混合應(yīng)用，驅(qū)動(dòng)大功率激光二極管的工業(yè)應(yīng)用也需要這種在兩個(gè)很好穩(wěn)定的電流值之間轉(zhuǎn)換的能力，如在約 2~5ms 的時(shí)間范圍內(nèi)，從 2A 轉(zhuǎn)換到 20A，以實(shí)現(xiàn)脈沖激光應(yīng)用。

　　結(jié)論

　　在大電流LED 應(yīng)用中使用的 LED 驅(qū)動(dòng)器 IC，已經(jīng)產(chǎn)生了很多具體的性能要求。首先，要求這些 IC 最大限度地提高 LED 解決方案的總體效率，以降低對能源需求。其次，它們必須提供占板面積緊湊和扁平的解決方案，以滿足小尺寸和外形扁平的應(yīng)用的需求。最后，基于 LED 的解決方案必須提供比其前輩白熾燈更高的性能優(yōu)勢。例如，在工業(yè)應(yīng)用中，這類應(yīng)用包括從大功率內(nèi)部/外部照明到驅(qū)動(dòng)激光二極管以切割和原材料成形的各種應(yīng)用。所有這些應(yīng)用都需要大幅降低所需的電力，但是又需要非常具體的性能改進(jìn)。