最新升壓-降壓型LED驅(qū)動器拓?fù)?具低輸入和低輸出紋波以實(shí)現(xiàn)低EMI

摘要：很多汽車 LED 驅(qū)動器電路需要恒定電流 DC/DC 轉(zhuǎn)換器升壓-降壓型 (升壓然后降壓的模式) 浮置輸出 LED 驅(qū)動器，因?yàn)椴捎昧嗣娉斎牒兔娉敵龅碾姼衅?(或耦合繞組)，所以具備低輸入紋波和低輸出紋波，例如凌力爾特最新推出的 LT3952。

　　很多汽車 LED 驅(qū)動器電路都需要恒定電流 DC/DC 轉(zhuǎn)換器拓?fù)?，這種拓?fù)淠軌驈妮斎氲捷敵鎏峁┥龎汉徒祲骸Ｔ诔Ｓ玫纳龎盒秃徒祲盒屯負(fù)渲?，產(chǎn)生低 EMI(電磁干擾) 的拓?fù)涫窃O(shè)計師最想要的。非隔離式 LED 驅(qū)動器拓?fù)涞倪x擇有：面向很高功率和很高效率的 4 開關(guān)降壓-升壓型、耦合或非耦合式 SEPIC、單電感器“降壓-升壓模式”以及正壓至負(fù)壓 (基于降壓型轉(zhuǎn)換器) 單電感器降壓-升壓型拓?fù)?。不幸的是，這些 LED 驅(qū)動器選擇不具備真正的低輸入和低輸出紋波。由于需要這樣的轉(zhuǎn)換器，所以人們開發(fā)了新型拓?fù)洹?/p>

　　最新升壓-降壓型 (升壓然后降壓的模式) 浮置輸出 LED 驅(qū)動器因?yàn)椴捎昧嗣娉斎牒兔娉敵龅碾姼衅?(或耦合繞組)，所以具備低輸入紋波和低輸出紋波。這種拓?fù)湓诓煌矫媾c單電感器降壓-升壓型模式、單開關(guān)節(jié)點(diǎn) SEPIC 和正壓版本 Cuk 轉(zhuǎn)換器都有相像的地方，正壓版本 Cuk 轉(zhuǎn)換器也具備低輸入和低輸出紋波。整合的升壓-降壓電感器 (或耦合電感器) 的總體尺寸與降壓-升壓模式單電感器類似。輸入紋波與 SEPIC 類似，但是輸出紋波小得多。電感器尺寸與 SEPIC 相同，但采用了單而不是雙開關(guān)節(jié)點(diǎn) (熱環(huán)路更小)，而且降低了復(fù)雜性，因?yàn)閮蓚€繞組之間沒有耦合電容器。輸入和輸出紋波類似于 Cuk 轉(zhuǎn)換器的低輸入和低輸出紋波 (負(fù)輸出)，但是繞組之間仍然沒有耦合電容器，而且最重要的是，無需以負(fù)壓為基準(zhǔn)的電路反饋架構(gòu)。正壓升壓-降壓型拓?fù)淇梢杂矛F(xiàn)有升壓型 LED 驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)，例如凌力爾特最新推出的 LT3952。

升壓-降壓型拓?fù)渑c浮置 LED 輸出

　　最新單開關(guān) 60V 單片 LT3952 LED 驅(qū)動器具 4A 峰值開關(guān)電流，可用作汽車升壓-降壓型 LED 驅(qū)動器，如圖 1 所示。這款 350kHz、1A LED 驅(qū)動器可為 6V~18V LED 供電，輸入范圍為 9V~36V，在負(fù)載最大時效率高達(dá) 90%。LT3952 升壓-降壓型轉(zhuǎn)換器之所以效率高，是因?yàn)椴捎昧藦?qiáng)大的內(nèi)部 MOS 開關(guān)。不同 LED 串電壓時的效率如圖 2 所示。與其他 LED 驅(qū)動器類似，LT3952 的通用低壓側(cè)單電源開關(guān)架構(gòu)可用來給浮置輸出升壓型和降壓型轉(zhuǎn)換器供電，例如升壓-降壓型和單電感器降壓-升壓模式轉(zhuǎn)換器。LED 串沒必要采用接地電壓基準(zhǔn)，因?yàn)?LED 輸出僅是可見光。因?yàn)檫@個原因，所以可以使用獨(dú)特的升壓-降壓模式和降壓-升壓模式浮置 LED 驅(qū)動器拓?fù)洹?/p>

　　LT3952 能夠用PWM MOSFET 驅(qū)動器的頂端浮置柵極“TG”引腳對浮置 LED 串進(jìn)行 PWM 調(diào)光，這非常適合浮置 LED 負(fù)載。圖 1 中的升壓-降壓型拓?fù)淠軌蛞?300:1 及更高的調(diào)光比 (以 120Hz 頻率工作) 進(jìn)行 PWM 調(diào)光。高壓側(cè) TG 驅(qū)動器可以非常容易地為升壓型、SEPIC、降壓-升壓模式、降壓模式以及升壓-降壓型 LED 驅(qū)動器提供 PWM 調(diào)光。該驅(qū)動器甚至還提供短路保護(hù)斷接功能，以針對令人極為擔(dān)心的 LED+ 至 GND 事故提供保護(hù)。LT3952 針對升壓-降壓型拓?fù)渲?LED 短路和開路情況提供保護(hù)，并在出現(xiàn)這類情況時發(fā)出報告。

　　升壓-降壓型 LED 驅(qū)動器拓?fù)湓谡{(diào)節(jié) LED 電流時，可對輸入至輸出電壓進(jìn)行升壓和降壓。升壓-降壓占空比、效率、開關(guān)電流和 OUT 節(jié)點(diǎn)電壓與單電感器降壓-升壓模式和 SEPIC 均相同。以下是升壓-降壓型 LED 驅(qū)動器的一些特性。

　　● V_OUT = V_IN + V_LED

　　● DC = V_LED / (V_IN + V_LED)

　　● Iswpk = I_IN + I_LED + I_Lpkpk/2

　　● I_Lpkpk = I_L1pkpk + I_L2pkpk

　　● 在 12VIN 至 18VLED (在 1A) 時，圖 1 效率約為 88%。