一種基于LT3743 LED驅(qū)動(dòng)器的新型調(diào)光方案詳解

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(xiāo)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(guò)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(jiàn)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(lái)。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）

停機(jī)和精準(zhǔn)啟用

當(dāng)輸送大負(fù)載電流時(shí)，執(zhí)行正確操作所需的電源欠壓閉鎖（UVLO）遲滯值在很大程度上取決于電路板布局。為了獲得最大的靈活性，LT3743具有一個(gè)精準(zhǔn)的啟用門(mén)限，而且在EN/UVLO引腳電壓低于1.55V時(shí)將有一個(gè)5.5μA電流源流入該引腳。在輸入電源和地之間使用一個(gè)分壓器，即可給系統(tǒng)增加任意遲滯值。為了在便攜式應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)節(jié)能，當(dāng)EN/UVLO引腳電壓低于0.5V時(shí)，LT3743將被完全停用，且電源電流將減小至1μA以下。

LED電流的熱降額

當(dāng)存在任何大電流負(fù)載時(shí)，對(duì)于保護(hù)昂貴的大電流LED和避免發(fā)生遍及整個(gè)系統(tǒng)的損壞而言，正確的熱管理是極為重要的。針對(duì)高和低控制電流，LT3743采用CTRL_T引腳來(lái)減小負(fù)載中的有效已調(diào)電流。當(dāng)CTRL_T引腳電壓低于CTRL_L或CTRL_H引腳上的控制電壓時(shí)，已調(diào)電流將被減小。溫度降額采用一個(gè)連接在VREF引腳和地之間的溫度相關(guān)電阻分壓器來(lái)設(shè)置。

輸出電壓保護(hù)

輸出電壓保護(hù)功能對(duì)于防止昂貴的投影機(jī)LED受損是很重要的。LT3743利用FB引腳來(lái)提供一個(gè)針對(duì)輸出的已調(diào)電壓點(diǎn)。出于簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的，LT3743采用了一個(gè)內(nèi)部1V基準(zhǔn)，以在FB引腳電壓達(dá)到900mV時(shí)緩緩地減小已調(diào)電流。

強(qiáng)大的柵極驅(qū)動(dòng)器

為了提供足夠的驅(qū)動(dòng)能力并減少大電流功率MOSFET中的開(kāi)關(guān)損失，LT3743采用了非常強(qiáng)大的開(kāi)關(guān)MOSFET驅(qū)動(dòng)器。LG和HG PMOS上拉驅(qū)動(dòng)器的接通電阻通常為2.5Ω。LG和HG NMOS下拉驅(qū)動(dòng)器的接通電阻一般小于1.3Ω。在接通電阻如此之低的情況下，對(duì)于超過(guò)20A的應(yīng)用，可以將兩個(gè)大電流MOSFET并聯(lián)起來(lái)使用。目前市面上的大多數(shù)LED驅(qū)動(dòng)器未提供調(diào)光MOSFET所需的足夠柵極驅(qū)動(dòng)能力，因而需要增設(shè)一個(gè)外部柵極驅(qū)動(dòng)器。LT3743將之集成在PWMGL和PWMGH驅(qū)動(dòng)器中，并具有一個(gè)典型接通電阻為2Ω的NMOS下拉驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)典型接通電阻為3.7Ω的PMOS上拉驅(qū)動(dòng)器，以驅(qū)動(dòng)任何5V調(diào)光MOSFET.

傳統(tǒng)的PWM調(diào)光

LT3743適應(yīng)任何傳統(tǒng)的PWM調(diào)光方法。同類(lèi)競(jìng)爭(zhēng)LED驅(qū)動(dòng)器所采用的并聯(lián)輸出調(diào)光會(huì)造成能量的浪費(fèi)，而且在LED占空比低于約50%時(shí)效率欠佳。由于LT3743具有兩種電流調(diào)節(jié)水平，因此當(dāng)分路被占用時(shí)已調(diào)電流可下降至零。即使在低LED占空比條件下，這也能提供出色的效率。

圖6示出了一款配置有一個(gè)電流受限并聯(lián)輸出的2A LED驅(qū)動(dòng)器。請(qǐng)注意：CTRL_L引腳連接至地，PWMGL引腳用于驅(qū)動(dòng)并聯(lián)MOSFET，而CTRL_SEL引腳則用于調(diào)光。在CTRL_L引腳接地的情況下，當(dāng)CTRL_SEL引腳為低電平時(shí)，則分路被占用，而且電感器中的電流被調(diào)節(jié)于0A.當(dāng)CTRL_SEL引腳為高電平時(shí)，并聯(lián)MOSFET被關(guān)斷，且已調(diào)電流由CTRL_H引腳上的電壓來(lái)確定。圖7示出了采用一個(gè)12V輸入時(shí)的電流受限并聯(lián)PWM調(diào)光。

圖6：具電流受限并聯(lián)輸出的6V至36V輸入、2A LED驅(qū)動(dòng)器

圖7：0A至2A電流受限并聯(lián)輸出PWM調(diào)光

除了并聯(lián)之外，LT3743還可容易地通過(guò)配置以驅(qū)動(dòng)與LED的負(fù)極相串聯(lián)的調(diào)光MOSFET.當(dāng)不需要多種電流狀態(tài)時(shí)，這是優(yōu)選的PWM調(diào)光方法。圖8示出了一款采用轉(zhuǎn)換負(fù)極PWM調(diào)光的6V至30V、20A LED驅(qū)動(dòng)器。圖9示出了0A至20A電流階躍和100：1調(diào)光比條件下的轉(zhuǎn)換負(fù)極PWM調(diào)光。

圖8：采用轉(zhuǎn)換負(fù)極PWM調(diào)光的6V至30V、20A LED驅(qū)動(dòng)器

圖9：0A至20A轉(zhuǎn)換負(fù)極PWM調(diào)光