省電、高亮度LED需要高性能LED驅動(dòng)器

　　隨著(zhù)LED照明在這么多應用中激增，LED市場(chǎng)的增長(cháng)率也在持續加速，即使在當下這種經(jīng)濟艱難時(shí)期也一樣。盡管預測數據各不相同，但是趨勢是明顯的：高亮度LED市場(chǎng)正在以高得驚人的速度增長(cháng)。根據法國Yole Development公司的市場(chǎng)調查，到2012年，所有類(lèi)型LED的市場(chǎng)規模將達到103億美元。其中，高亮度和超高亮度LED (ILED ≥ 100mA)合起來(lái)將占大約44.5億美元，這幾乎是 2007年7.83億美元市場(chǎng)規模 (基于封裝LED計算) 的 5.5 倍。迄今為止，這種增長(cháng)大多數由較小電流的LED主導，主要在100~500mA范圍。不過(guò)，較大電流的LED應用正在變得更加普遍，這類(lèi)應用需要2~20A電流驅動(dòng)單個(gè)LED。首批大電流LED出現在汽車(chē)前燈中，現在從大功率建筑照明到高性能DLP (Digital Light Projection) 投影儀，LED可以在各種應用中見(jiàn)到。在可預見(jiàn)的未來(lái)，這些應用性能的提高將繼續促進(jìn)大電流LED的高速增長(cháng)。隨著(zhù)人們加速努力降低因生產(chǎn)能源而導致的碳排放總量，LED可使全球照明的使用能源減少10%，而這為向LED照明的轉變增加了動(dòng)力。

　　正在興起的大功率LED應用

　　大電流LED的推出使利用這些LED的大功率照明應用得以實(shí)現，從而取代了效率相對低的白熾燈。在建筑照明和DLP投影儀等應用中，傳統上需要500~1000W的鹵素燈，而 20A LED可以提供同樣的光輸出(以流明為單位)，但是僅需要相當于鹵素燈20%的電力。在建筑應用中，LED驅動(dòng)器的效率必須非常高，而且能提供寬的調光比，以在多種環(huán)境條件下保持恒定的光輸出。在高端DLP投影應用中，紅、綠和藍(RGB)光LED陣列取代了傳統的鹵素燈、色輪和鏡陣(MEM)。不過(guò)，為了準確地混合顏色，LED驅動(dòng)器必須能夠在兩個(gè)不同的穩定峰值電流狀態(tài)之間快速切換，而且能夠覆蓋PWM調光范圍而不會(huì )有中斷。設計能夠滿(mǎn)足這些苛刻的速度和準確度要求的大電流LED驅動(dòng)器IC，同時(shí)優(yōu)化總體效率，給IC設計師帶來(lái)了很多新的挑戰。

　　用于DLP投影儀的LED照明

　　高端DLP投影儀歷史上一直使用大功率白熾燈以及色輪和鏡陣，以投射相對高分辨率的圖像。

　　隨著(zhù)很多這類(lèi)投影儀需要500W甚至5kW的燈，整個(gè)系統的熱量管理成為主要的設計障礙。甚至在有大量熱量管理系統 (這些系統需要恒定氣流冷卻) 的情況下，燈的壽命也相對較短，而且更換非常昂貴。新的設計用一個(gè)大電流RGB LED陣列取代大功率燈、色輪和鏡陣，這極大地減少了浪費的熱能，同時(shí)改善了顏色混合的準確度，極大地提高了對比度和總體分辨率。不過(guò)，為了達到想要的性能水平，這些 LED 需要獨特的 LED 驅動(dòng)器設計。首先，驅動(dòng)器必須能夠提供高達 20A 的連續 LED 電流和高達 40A 的脈沖電流。其次，驅動(dòng)器必須提供超過(guò) 90% 的效率，以最大限度地減少對熱量問(wèn)題的考慮。最后，為了實(shí)現顏色混合所需的寬動(dòng)態(tài)范圍，驅動(dòng)器必須能夠在 3 個(gè)良好穩定的電流狀態(tài)之間快速和準確地切換，而且沒(méi)有任何中斷。

　　LT3743

　　LT3743 是一種同步降壓型 DC/DC 轉換器，為提供恒定電流以驅動(dòng)大電流 LED 而設計。該器件的 5.5~36V輸入電壓范圍使其非常適用于多種應用，包括工業(yè)、DLP 投影和建筑照明。LT3743從一個(gè)標稱(chēng) 12V 的輸入提供高達 20A 的連續 LED 電流，從而提供超過(guò) 80W 的功率。在脈沖 LED 應用中，該器件可以提供高達 40A 的 LED 電流或從一個(gè) 12V 輸入提供 160W 功率。高達 95% 的效率使得無(wú)需外部散熱措施，并極大地簡(jiǎn)化了熱量設計。一個(gè)頻率調節引腳使用戶(hù)能夠在 100kHz 至 1MHz 之間設定頻率，因此設計師們可以?xún)?yōu)化效率，同時(shí)最大限度地減小外部組件尺寸。LT3743 有 PWM 和 CTRL_SELECT 調光 (參見(jiàn)圖 1)，在 3 種 LED 電流值上提供 3000:1 的調光能力，從而使該器件非常適合諸如 DLP 投影儀中所需的那類(lèi)顏色混合應用。類(lèi)似地，LT3743 獨特的拓撲使它能夠用不到 2ms 的時(shí)間在兩個(gè)穩定的 LED 電流值之間轉換，從而在 RGB 應用中實(shí)現了更準確的顏色混合。