雙輸出升壓型轉換器LT3466

摘要：LT3466是凌特公司生產(chǎn)的一款全功能雙輸出升壓型DC/DC轉換器，可驅動(dòng)多達20個(gè)白光LED，并具有中啟動(dòng)、LED開(kāi)路保護及欠壓閉鎖等功能。文中介紹了LT3466芯片的結構特點(diǎn)、工作原理、設計方法及應用電路。

關(guān)鍵詞：升壓型轉換器肖特基二極管欠壓閉鎖LED開(kāi)路保護

1主要特點(diǎn)

LT3466是一款全功能雙輸出升壓型DC/DC轉換器。它可以寬輸入電壓范圍內驅動(dòng)多達20個(gè)白光LED，并可為串聯(lián)LED提供相等的LED電流，從而獲得均勻的顯示亮度，省去了鎮流電路器，可節省PCB空間。LT3466內含兩個(gè)獨立的轉換器，能夠驅動(dòng)兩組不對稱(chēng)的LED，并可對兩組LED進(jìn)行單獨調光和關(guān)斷控制。LT3466主要應用于便攜式電子設備的主/副液晶顯示屏背光源，如數碼相機、筆記本電腦、PDA、蜂窩式移動(dòng)電話(huà)等。

2LT3466的引腳功能

LT3466采用超小型10引腳DFN封裝，可腳排列如圖1所示。

LT3466的主要特點(diǎn)如下：

內置肖特基二極管；

可用單電阻器將工作頻率設定在200kHz～2MHz范圍內；

中啟動(dòng)功能可消除開(kāi)機產(chǎn)生的浪涌電流；

LED開(kāi)路箝位保護（VOUT的最大值為42V）；

在3.6V電源電壓條件下，以15mA的電流驅動(dòng)16個(gè)白光LED（每個(gè)驅動(dòng)器驅動(dòng)8個(gè)LED），其效率高達81%；

輸入電壓范圍寬達2.7V～24V；

最大占空比可達99%（RT取267kΩ）。

3工作原理

圖2所示是LT3466的內部電路結構。LT3466采用恒定頻率、電流模式控制電路來(lái)實(shí)現電壓和負載調節，其內部包含兩個(gè)相同且完全獨立的PWM轉換器。上電時(shí)，輸出電壓VOUT1、VOUT2通過(guò)各自的電感器和內部肖特基二極管被充電至高電平，以接通帶隙基準、啟動(dòng)偏壓和振蕩器。在每個(gè)振蕩周期的始端，功率開(kāi)關(guān)VT1或VT2導通。VIN與斜坡信號疊加之和輸入PWM比較器A2的正極，當該電壓超過(guò)A2負輸入電平時(shí)，基準電壓將功率開(kāi)關(guān)關(guān)斷。A2負輸入端上的電平由誤差放大器A1設定，即反饋電平與200mV基準電平之差的放大信號。誤差放大器A1的輸出可設定電感器L1中的正峰值電流電平，使輸出保持在調節狀態(tài)。

圖2

CTRL1與CTRL2引腳用來(lái)調節內部基準電壓。當CTRL1和CTRL2均被拉至50mV以下時(shí)，LT3466進(jìn)入待機狀態(tài)。通過(guò)CTRL1和CTRL2引腳可對兩個(gè)轉換器單獨進(jìn)行調光和待機控制。

當其中一組LED與電路斷接或發(fā)生開(kāi)路故障時(shí)，其相應轉換器的輸出電平被箝位于42V，并以較低的頻率進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作，最大限度地降低了輸入電流，但另一個(gè)轉換器仍繼續工作。

LT3466含有兩個(gè)獨立的軟啟動(dòng)電路，能限制啟動(dòng)過(guò)程中的浪涌電流。當某個(gè)轉換器的CTRL引腳從低電平拉至高電平時(shí)，轉換器會(huì )進(jìn)入軟啟動(dòng)模式。當驅動(dòng)較多的LED時(shí)，軟啟動(dòng)性能會(huì )有所下降。

當輸入電壓降至2.1V（典型值）以下時(shí)，欠壓閉鎖電路立即動(dòng)作，將兩個(gè)轉換器全部關(guān)斷，從而防止電源電壓過(guò)低而引起器件工作不穩定。

4電路設計

4．1占空比

升壓型轉換器的占空比由下式給出：

D=（VOUT+VD-VIN）/（VOUT+VD-VSESAT）

式中：VOUT為輸出電壓，VD為肖特基二極管正向壓降，VCESAT為開(kāi)關(guān)飽和電壓，VIN為輸入電池電壓。

以1MHz的開(kāi)關(guān)頻率運行時(shí)，LT3466可實(shí)現的最大占空比為96%（典型值）；以200kHz開(kāi)關(guān)頻率運行時(shí)，其占空比特提高至99%（典型值）。

4．2開(kāi)關(guān)頻率的設定

LT3466采用一種恒定頻率結構，可利用一個(gè)連接在RT引腳與地之間的定時(shí)電阻器來(lái)進(jìn)行頻率設置，頻率調節范圍為200kHz～2MHz。RT引腳的標稱(chēng)電壓為0.54V。流入定時(shí)電阻器的電流用來(lái)對內部振蕩器電容進(jìn)行充電和放電。

4．3電感器的選擇

電感器的額定飽和電流必須高于應用所需求的峰值電流，并要求電感器DCR（銅線(xiàn)電阻）小于1Ω，以減小直流損耗。推薦電感值范圍為10～68μH。

4．4電容器的選擇

輸入和輸出電容器推薦采用X5R型和X7R型陶瓷電容器，因為它們能在較寬的電壓和溫度范圍內保持其容值不變。對于大多數應用來(lái)說(shuō)，選擇1μF或2.2μF的電容器即可，其耐壓應大于輸入或輸出電壓。

4．5LED電流的設置

每組LED電流均可通過(guò)合適的RFB1和RFB2來(lái)單獨設定，公式如下：

RFB1=200mV/ILEDI;RFB1=200mV/ILED2

式中，200mV為反饋基準電壓，對于大多數白光LED，設計時(shí)均應以15～20mA的最大電流來(lái)驅動(dòng)。

4．6調光控制

調光控制通過(guò)CTRL1和CTRL2引腳來(lái)實(shí)現，共有兩種調節方式：一是采用可變DC電壓來(lái)調節各自L(fǎng)ED串的亮度，關(guān)系如下：當VCTRL1,2>1.6V:ILED1,2≈(200mV/RFB1,2),當VCTRL1，21V:ILED1,2≈(VCTRL1,2/5RFB1,2)二是采用一個(gè)可變占空比PWM來(lái)調制LED串的亮度，其電路如圖3所示。PWM信號由一個(gè)RC網(wǎng)絡(luò )來(lái)濾波，并送至CTRL1、CTRL2引腳進(jìn)行調制。R1、C1的轉角頻率應遠低于PWM信號的頻率，同時(shí)R1也應遠小于CTRL的內部組抗（100kΩ）。

5應用電路

5．1低輸入電壓應用

LT3466的輸入電壓可低至2.7V，因此可采用兩節堿性電池或單節鋰離子電池供電。圖4為單節鋰離子電池驅動(dòng)兩組各10個(gè)串聯(lián)白光LED的應用電路。圖中，電池與電感器相連，LT3466由3V～5V的邏輯電源電壓供電。

圖5

5．2高輸入電壓應用

LT3466的最高輸入電壓可達24V，但能夠驅動(dòng)的最大LED數目要受到42V箝位電壓的限制。圖5是采用12V電壓來(lái)驅動(dòng)兩組各24個(gè)串聯(lián)白光LED的應用電路。