通用型高功率LED驅(qū)動器控制器

　　引言

　　在過去幾年里，高功率 LED 的普及率日益提高，因而迫使電子工程師必需拿出準確、高效而且簡單的驅(qū)動解決方案。隨著 LED 的市場逐漸進入高功率照明燈領(lǐng)域 (例如：汽車前燈或大型 LCD 背光燈)，這項任務變得更加難以完成。高光輸出解決方案常常需要把由各個 LED 形成的大型數(shù)組串疊成組。按照慣例，采用準確的電流來驅(qū)動高功率 LED 串是不可同時存在簡單性和高效率，這通常需要使用一個效率低的線性穩(wěn)壓器方案或一種較復雜的多 IC 開關(guān)穩(wěn)壓器配置。有一種更簡單和更好的方法，即是利用一款低組件數(shù)目的單 IC 解決方案來驅(qū)動高功率 LED 串。這種高效率、簡單且準確的解決方案核心部分便是 LTC?3783控制器 IC。

　　全集成化、高功率 LED 驅(qū)動器控制器LTC3783 擁有驅(qū)動一個 LED 串通常所需的全部功能：一個準確的電流調(diào)節(jié)誤差放大器、一個具有 FET 驅(qū)動器的開關(guān)模式電源 (SMPS) 控制器、以及兩種控制LED 串亮度的方法。

　　電流調(diào)節(jié)誤差放大器采用一個與 LED 串相串聯(lián)的檢測電阻器兩端的壓降，以精確調(diào)節(jié) LED 電流。LTC3783的 SMPS 控制部分運用電流模式操作，以輕松地補償諸如升壓、降壓、降壓 - 升壓、反激和 SEPIC 等許多可行拓撲結(jié)構(gòu)的環(huán)路響應。集成的 FET 驅(qū)動器實現(xiàn)了功率 MOSFET 的快速開關(guān)，要想在不必增設(shè)外部柵極驅(qū)動 IC 的情況下將輸入功率高效地轉(zhuǎn)換為 LED 功率，這些功率 MOSFET 是必需的。

　　LED 調(diào)光

　　該器件具有兩種不同的 LED 亮度控制法。仿真調(diào)光可把 LED 電流從最大值減小至該最大值的約 10% (10:1的調(diào)光范圍)。由于 LED 的色譜與電流有關(guān)，因此對于某些應用來說這種方法并不適用。然而，PWM 或數(shù)字調(diào)光則能夠以一種快至足以掩蓋視覺閃爍的速率 (通常高于 100Hz) 在零電流和最大 LED 電流之間切換。占空比可改變有效平均電流。該方法提供了高達3000:1 的調(diào)光范圍 (僅受限于最小占空比)。由于 LED電流要么最大要么被關(guān)斷，因此這種方法還具有避免發(fā)生 LED 彩色偏移 (因仿真調(diào)光所引發(fā)的電流變化所致) 的優(yōu)點。

　　升壓電路

　　圖 1 示出了一種全部采用市售組件的升壓型配置。輸入電壓 (9V 至 18V) 被提升至一個 30V 至 54V 的 LED串電壓。LED 串可以包括 12 個任何彩色的 700mA 串聯(lián) LED，總共能夠提供高達 38W 的 LED 功率。當輸入電壓為 18V 以及 LED 串電壓為 54V 時，該電路所實現(xiàn)的功率效率令人驚訝地超過了 95%!不管采用什么樣的電路組件，這種高效率都能夠把溫升抑制在25°C 以下。

　　降壓 - 升壓電路

　　圖 2 示出了一款可在輸入電壓范圍與 LED 串電壓相重疊情況下使用的降壓 - 升壓型解決方案。這里，輸入電壓范圍為 9V 至 36V，而 LED 串電壓范圍為 18V至 37V。這個由 8 個串聯(lián) LED 組成的 LED 串工作電流高達 1.5A。在 14.4V 的標稱輸入電壓和一個 36V (在1.5A) 的 LED 串電壓條件下 (54W 輸出功率)，效率約為 93%。同樣，這種效率水平也是在完全采用市售組件的情況下實現(xiàn)的。

　　LED 保護和其它功能

　　LTC3783可在 3V 至 36V (或更高) 的寬輸入電壓電源范圍內(nèi)運作?？删幊糖穳洪]鎖電路將確保芯片忽略一個過低的輸入電壓。如果某個 LED 串在無意之中被置開路狀態(tài)，則過壓保護功能將確保輸出電壓不會超過一個可設(shè)置的電平。該器件還具有一種軟起動功能，用于對激活期間時的輸入電源涌入電流加以限制?？梢圆捎脝蝹€電阻器將開關(guān)頻率設(shè)定在 20kHz 至 1MHz之間，也可使之與一個外部時鐘相同步。

　　結(jié)論

　　采用 LTC3783 來驅(qū)動高功率 LED 串將實現(xiàn)一款高效率、低組件數(shù)目且靈活的解決方案。此外，由于能夠使用標準的市售組件，因而還有助于在不犧牲性能的情況下簡化設(shè)計。