在新型汽車、工業(yè)、背光照明顯示器和建筑物局部照明系統(tǒng)中,高功率LED將繼續(xù)取代傳統(tǒng)的燈泡。在眾多性能和成本參數(shù)方面,LED均顯示出了其優(yōu)越性,這包括卓越的頻譜性能、長壽命、堅固性、制造成本下降以及相對安全的材料。凌力爾特公司提供了一個規(guī)模龐大且不斷成長的高電壓DC/DC轉換器系列,這些器件是專為驅動高功率LED而設計的。
例如,LT3474和LT3475是具有寬PWM調光比的高電壓、高電流、單信道和雙信道降壓型LED轉換器,能夠以高達1A和1.5A的電流來驅動一個或多個LED,以使每個LED獲得80流明至120流明的亮度(當有更高輸出的LED面市時該數(shù)值還會更高)。這些專用LED驅動器具有板載高電壓NPN電源開關和內部檢測電阻器,旨在最大限度地壓縮板級空間、減少組件數(shù)目并簡化設計。
憑借其高端檢測電阻器,LT3474和LT3475能夠驅動接地的LED,這在許多系統(tǒng)中都是一個重要的優(yōu)點。電流模式控制和一個精確的基準電壓優(yōu)化了環(huán)路動態(tài)性能,以實現(xiàn)一個經過良好調節(jié)的低紋波恒定LED電流。耐熱增強型裸露襯墊封裝可在應力環(huán)境中的高功率操作期間保持低結溫。一個PWM引腳采用調光MOSFET柵極信號來擴大轉換器的調光比,借助的方法是在PWM調光關斷時間里維持恒定的輸出電容器電壓并控制環(huán)路狀態(tài)。停機和外部模擬電流調節(jié)引腳提供了簡單的接口,以便在任何系統(tǒng)中實現(xiàn)更大的LED光線和電流控制靈活性。
單信道降壓型1A LED驅動器
圖1所示的LT3474降壓型轉換器1ALED驅動器具有使其適合于板級空間受限、存在高電壓和高環(huán)境溫度的汽車應用(和其它的電池供電應用)或工業(yè)應用的特點。該電路采用了一個高端集成100mΩ檢測電阻器(以實現(xiàn)真正的LED電流檢測和調節(jié)),與常見利用一個恒定電壓和一個耗能偏置電阻器來對LED進行偏置的低效方法相比,其性能更加優(yōu)越。4V至36V的輸入電壓范圍使其非常適合與汽車、工業(yè)和航空應用中輸入瞬變極小(或根本沒有)的保護電路一起使用,在這些應用中,從電池接出的長電纜會導致非常高的輸入尖峰。
在1個LED和2個LED應用中,升壓NPN電源開關均實現(xiàn)了高效率(圖2)。集成了升壓二極管,旨在進一步減少組件的數(shù)目。把停機引腳驅動至地將關斷LED,并把LED的亮度由400:1TrueColorPWM?調光和一個外部MOSFET驅動器或利用VADJ引腳上的一個模擬25:1(或濾波PWM)信號來控制。通過一個外部電阻器可把開關頻率設定在200kHz至2MHz的范圍內,因而能夠針對最高效率或最小組件尺寸來優(yōu)化應用。
LT3474的最大輸出電壓被箝位于13.8V,這可以防止LT3474輸出發(fā)生LED開路。短路保護是使LT3474成為一款在各種LED故障條件下均能夠安然無恙成為“防彈型”轉換器的最后功能。雙信道降壓型1.5ALED驅動器
圖3示出了一款采用LT3475的雙通道1.5A降壓型轉換器LED驅動器,它基本上就是把兩個LT3474轉換器整合在單個IC中,并增加了少量部件。對于在同一個系統(tǒng)中需要兩個頂燈或儀表板燈的汽車應用而言,這種簡單的解決方案堪稱理想之選。兩個燈通道(各為單個LED或一串LED)均具有單獨的VADJ電壓和PWM信號以實現(xiàn)獨立的操作,但是,單個停機引腳可通過在停機模式中把電路的總電池漏電流減小至2μA,從而進一步改善節(jié)省電池電量的微功率運作。
對于功率更高的LED或需要較高電流和較低正向電壓的LED(例如:紅光或淡黃光剎車和信號LED),能夠以高達1.5A的電流來對兩路輸出中每一路進行驅動。雖然LT3475的最大輸出電壓和LT3474一樣被箝位于13.8V的電平上,但是,其最大功率輸出能力卻是三倍。PWM調光比也較高(達1200:1)或利用圖4中的擴展調光比電路提升至更高的比值)。PWM調光方法的改進和較低的最小調光接通時間要求有助于該IC實現(xiàn)極端的汽車和夜間調光水平,同時保持與100%占空比時相同的真彩色。每個通道的獨立仿真VADJ調光比為30:1(50mALED電流)。為了降低內部功耗,用于每個通道的升壓二極管未被集成到IC之中。
與LT3474相比,LT3475提供了三倍的功率輸出能力、相同的停機電流、相同的開關頻率范圍、稍高的輸入電壓(工作電壓為36V,最大值為40V)、較高的調光比、較高的LED電流和僅略有增大的封裝(LT3474采用的是16引腳裸露散熱襯墊TSSOP封裝,而LT3475則采用了相同型式的20引腳封裝),從而使其成為高功率解決方案的卓越選擇。此外,LT3475中兩個通道的反相開關操作還減小了電源上的輸入紋波,并限制了增設高電壓輸入電容器的需要。
結論
對于汽車、工業(yè)、背面照明顯示器和建筑物顯示照明系統(tǒng)中的高電壓、高電流、降壓型LED驅動器來說,LT3474和LT3475是絕佳的選擇。這兩款高度集成的IC縮減了組件數(shù)目和板級空間,同時仍然提供了諸如可調LED電流、PWM調光和可調工作頻率等靈活功能。準確的LED電流調節(jié)使得這些IC優(yōu)于其他的DC/DC穩(wěn)壓器或LED驅動器。高達88%的效率再加上小于2μA的停機電流節(jié)省了電池的能量,從而延長了其使用壽命。