LED照明和太陽能充電的技術(shù)挑戰(zhàn)及解決方案

　　問：Linear提供了哪些獨(dú)特的解決方案來解決以上設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)？

　　答：為了滿足LED驅(qū)動(dòng)以及太陽能電池板電池充電器的設(shè)計(jì)需要，凌力爾特提供了各種各樣的產(chǎn)品。LT3595、LT3518和LT3755便是其中一些產(chǎn)品。

　　此類產(chǎn)品和LED驅(qū)動(dòng)器IC的一個(gè)實(shí)例是凌力爾特的LT3595降壓模式LED驅(qū)動(dòng)器，它具有16個(gè)單獨(dú)的通道，每個(gè)通道能夠從高達(dá)45V的輸入來驅(qū)動(dòng)一個(gè)由多達(dá)10個(gè)50mA LED所組成的LED串。每個(gè)通道可用于驅(qū)動(dòng)10個(gè)串聯(lián)LED以提供局部調(diào)光。于是，每個(gè)LT3595都能夠驅(qū)動(dòng)多達(dá)160個(gè)50mA白光LED。一臺(tái)46英寸LCD TV將需要為每部HDTV配用約10個(gè)LT3595。它的16個(gè)通道均可以獨(dú)立控制，并具有一個(gè)能夠提供高達(dá)5000:1 PWM調(diào)光比的單獨(dú)PWM輸入。

　　每個(gè)通道只需要一個(gè)纖巧的片式電感器和一個(gè)甚至更加小巧的陶瓷輸出電容器。所需的其他元件僅為單個(gè)輸入電容器和電流設(shè)定電阻器 (圖2)。所有16個(gè)通道的箝位二極管、電源開關(guān)和具補(bǔ)償功能的控制邏輯電路都被壓縮在LT3595的相對較小56引腳、5mm x 9mm QFN封裝之內(nèi)。

圖2：一個(gè)從45V輸入來驅(qū)動(dòng)160個(gè)白光LED的16通道LED驅(qū)動(dòng)器。PWM調(diào)光比為5000:1。

　　大多數(shù)電池供電型便攜式產(chǎn)品均具有一個(gè)或多個(gè)顯示屏，用于向用戶傳遞圖形信息。然而，TFT-LCD顯示屏 (甚至OLED屏) 的供電需要系統(tǒng)設(shè)計(jì)師給予特別的關(guān)注。為了實(shí)現(xiàn)TFT-LCD屏的正確供電，一個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器必需要能夠以正確上電和斷電排序來提供三個(gè)獨(dú)立的輸出電壓，即：AVDD、VON和VOFF。凌力爾特認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn)，并開發(fā)出了專門針對該用途的專用單片式DC/DC轉(zhuǎn)換器。最新推出的一款器件是我們的LT3513。該轉(zhuǎn)換器具有5個(gè)獨(dú)立受控的穩(wěn)壓器，用于提供一個(gè)TFT-LCD屏內(nèi)部所有必要的電源軌。

　　其降壓型穩(wěn)壓器能夠?yàn)檫壿嬰娫窜壿斔透哌_(dá)1.2A的連續(xù)輸出電流?？梢岳肔DO控制器和一個(gè)外部NPN MOSFET產(chǎn)生一個(gè)較低電壓輔助邏輯電源。一個(gè)高功率升壓型轉(zhuǎn)換器 (ISW = 1.5A)、一個(gè)較低功率升壓型轉(zhuǎn)換器 (ISW = 250mA) 和一個(gè)負(fù)輸出轉(zhuǎn)換器 (ISW = 250mA) 提供了三個(gè)獨(dú)立的輸出電壓，即：LCD屏通常需要的AVDD、VON和VOFF。一個(gè)集成高壓側(cè)PNP提供了VON信號的延遲接通，而顯示屏保護(hù)電路則將在4個(gè)輸出中的任一個(gè)低于其編程輸出電壓達(dá)10%以上時(shí)停用VON，從而起到保護(hù)TFT-LCD屏的作用。其他特點(diǎn)包括集成肖特基二極管、用于AVDD引腳的PGOOD引腳、輸出斷接以及用于降壓型穩(wěn)壓器的電感器電流檢測功能。

　　LT3755/-1是一款60V、高壓側(cè)電流檢測DC/DC控制器，專為從一個(gè)4.5V至40V的輸入電壓范圍來驅(qū)動(dòng)高電流LED而設(shè)計(jì)。LT3756/-1采用了相同的設(shè)計(jì)，但可以從6V至100V的輸入來提供至100V的輸出。這兩款器件的“-1”版本均具備外部同步能力，而標(biāo)準(zhǔn)器件版本則用一個(gè)開路LED狀態(tài)指示器替代了該引腳的功能。這兩款器件都非常適合于眾多的應(yīng)用，包括汽車、工業(yè)和建筑照明。

　　對于那些需要高于40V輸入電壓 (比如：48V電源軌) 的應(yīng)用，LT3756/-1將是優(yōu)選的解決方案。LT3755/-1和 LT3756/-1均采用一個(gè)外部N溝道MOSFET，并能夠從一個(gè)12V (標(biāo)稱值) 輸入來驅(qū)動(dòng)多達(dá)14個(gè)1A白光LED，從而提供了50W以上的功率。它們內(nèi)置了一個(gè)高壓側(cè)電流檢測電路，因而使其能夠在升壓、降壓、降壓-升壓或SEPIC和反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中使用。LT3755/-1和 LT3756/-1在升壓模式中能提供超過 94% 的效率，從而免除了任何增設(shè)外部散熱裝置的需要。一個(gè)頻率調(diào)節(jié)引腳允許用戶在100kHz至1MHz的范圍內(nèi)設(shè)置頻率，因而優(yōu)化了效率，并最大限度地縮減了外部元件的尺寸和成本。再加上所采用3mm×3mm QFN封裝或耐熱性能增強(qiáng)型MSOP-16E封裝，LT3755/-1和 LT3756/-1提供了一款非常緊湊的高功率LED驅(qū)動(dòng)器解決方案。

　　LT3755/-1和 LT3756/-1均采用了True Color PWM調(diào)光，這種調(diào)光方式提供了恒定的LED彩色和高達(dá)3000:1的調(diào)光范圍。對于不太苛刻的調(diào)光要求，可采用CTRL引腳來提供一個(gè)10:1的模擬調(diào)光范圍。其固定頻率、電流模式架構(gòu)在一個(gè)很寬的電源電壓和輸出電壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的操作性能。一個(gè)參考于地電壓的FB引腳用作多個(gè)LED保護(hù)功能電路的輸入，從而使轉(zhuǎn)換器能夠起一個(gè)恒定電壓源的作用。