新型 PWM 控制器簡(jiǎn)化大功率 LED 設計

背景
高亮度（HB）和超高亮度 LED 通常充當 LCD TFT 背光，應用在高檔電視、工業(yè)照明和投影儀中。另一個(gè)廣泛應用的領(lǐng)域是許多轎車(chē)和卡車(chē)的儀表盤(pán)背光、內部照明和剎車(chē)燈。高級轎車(chē)制造商越來(lái)越多地采用固態(tài) LED 照明的最新技術(shù)，通過(guò)這些更輕巧、更小型、更耐用的內部和外部照明器件來(lái)增加其 2007-2008 年新型汽車(chē)的美感。相對諸如 HID（高密度放電）和鹵素等用于頂燈的燈泡，及其他用于內部照明的白光燈泡，在眾多的優(yōu)勢之外，LED 還具有更低的長(cháng)期成本和更長(cháng)的使用壽命。
在高電流情況下驅動(dòng) LED 要求有一個(gè) DC/DC 控制器，以精確地調整電流，確保一致的光密度和顏色的統一性，并保護 LED。此外，一個(gè)巨大的挑戰是利用電池電壓為一或幾串 LED 供電，電池電壓可以小于、等于或大于其負載電壓。另一個(gè)考慮是要有效地對大調光比率的 LED 進(jìn)行調光，同時(shí)維持其在低和高亮度水平上的色彩特性。此外，DC/DC 驅動(dòng)器的有效運行是一個(gè)關(guān)鍵因素，特別是在驅動(dòng)高亮度 LED 時(shí)，因為所有沒(méi)有用來(lái)照明的功率將成為熱損耗。
凌特公司新型的 LTC3783 是一款電流模式多拓撲結構轉換器，具有恒流 PWM 調光功能，可驅動(dòng)大功率 LED 串和群集。專(zhuān)有技術(shù)可提供極其快速、真實(shí) PWM 的負載切換，而沒(méi)有瞬態(tài)欠壓或過(guò)壓?jiǎn)?wèn)題：可以數字化地實(shí)現 3000:1 的調光范圍（在 100Hz 條件下），利用 True Color PWM調光保證白色和 RGB LED 顏色的一致。LTC3783 可使用模擬控制實(shí)現額外的100:1 調光比率。這是一個(gè)重要的標準，因為人的眼睛對環(huán)境光細小的變化都非常敏感。這個(gè)通用的控制器可以用作升壓、降壓、降壓-升壓、SEPIC 或反激轉換器，以及作為恒流/恒壓調節器。無(wú)電感器（No RSENSE）的運行可使用一個(gè) MOSFET 導通電阻，以省去電流感測電阻和提高效率。LTC3783 的應用包括高壓 LED 陣列 和 LED 背光照明，以及電信、汽車(chē)、工業(yè)控制系統中的穩壓器。
圖 1 為一個(gè)采用升壓配置的典型 LTC3783 電路圖，可用來(lái)驅動(dòng)一串大功率 LED。其主要性能特點(diǎn)在 1-5 中有所說(shuō)明。

圖 1   LTC3783 集成強大的 MOSFET 驅動(dòng)器，為 LED 群集提供大輸出功率

LTC3783 性能和優(yōu)勢
•    大電流:     提供大電流（1.5A），LTC3783 可驅動(dòng)一個(gè)外置 N 溝道 MOSFET，為高亮度和超高亮度 LED 提供電源。
•    高電壓：依據外置電源組件的不同選擇，LTC3783 的 3V 至 36V 輸入運行和輸出電壓可以擴展，可輕松驅動(dòng) LED 串（串聯(lián)系列）或 LED 群集（串聯(lián) + 并聯(lián)）。
•    保護：該 IC集成了必要的精確電流和輸出電壓調節，以保護高亮度 LED。其他保護包括過(guò)壓、過(guò)流和軟啟動(dòng)等。
•    調光：通過(guò) True Color PWM 3000:1 數字調光，可在寬調光比率下保持 LED 的恒定顏色。另外，LTC3783 還具有其他模擬100:1 的調光功能。
•    調光功能在高亮度 LED 應用中有三個(gè)用途：
1)    調節 LED 的亮度
2)    當 LED 太熱時(shí)，通過(guò)調光來(lái)保護 LED
3)    通過(guò)獨立調節紅色、綠色、藍色 LED 的亮度，創(chuàng )造多種顏色
•    多拓撲結構: LTC3783 可以根據許多 LED 安排設置成降壓、升壓、降壓-升壓或反激模式。利用一個(gè)集成電路就可以滿(mǎn)足眾多系統的要求，不受輸入-輸出電壓比的限制。

結語(yǔ)
要可靠地驅動(dòng)高亮度或超高亮度 LED 串或群集，驅動(dòng)控制器必須具備精確的電流和電壓調節、保護電路和調光能力。這些 LED 可用作大型 LCD TFT 背光，應用在汽車(chē)、筆記本電腦、電視和監視器、工業(yè)照明、投影儀、用于車(chē)內和車(chē)外照明等。這些系統可能需要 16V/5A 電源。
LTC3783 具有特殊的電路，使之成為眾多拓撲結構中驅動(dòng) LED 的理想選擇。LTC3783 的一個(gè)主要優(yōu)勢在于其簡(jiǎn)單的單電感器型降壓-升壓拓撲。此外，LTC3783 的數字 PWM 輸入可以用數據方式調節 LED 的亮度。該集成電路還具有一個(gè) PWM 控制器，可驅動(dòng)第二個(gè) MOSFET 進(jìn)行亮度調節。