通用型高功率LED驅動(dòng)器控制器

　　引言

　　在過(guò)去幾年里，高功率 LED 的普及率日益提高，因而迫使電子工程師必需拿出準確、高效而且簡(jiǎn)單的驅動(dòng)解決方案。隨著(zhù) LED 的市場(chǎng)逐漸進(jìn)入高功率照明燈領(lǐng)域 (例如：汽車(chē)前燈或大型 LCD 背光燈)，這項任務(wù)變得更加難以完成。高光輸出解決方案常常需要把由各個(gè) LED 形成的大型數組串疊成組。按照慣例，采用準確的電流來(lái)驅動(dòng)高功率 LED 串是不可同時(shí)存在簡(jiǎn)單性和高效率，這通常需要使用一個(gè)效率低的線(xiàn)性穩壓器方案或一種較復雜的多 IC 開(kāi)關(guān)穩壓器配置。有一種更簡(jiǎn)單和更好的方法，即是利用一款低組件數目的單 IC 解決方案來(lái)驅動(dòng)高功率 LED 串。這種高效率、簡(jiǎn)單且準確的解決方案核心部分便是 LTC?3783控制器 IC。

　　全集成化、高功率 LED 驅動(dòng)器控制器LTC3783 擁有驅動(dòng)一個(gè) LED 串通常所需的全部功能：一個(gè)準確的電流調節誤差放大器、一個(gè)具有 FET 驅動(dòng)器的開(kāi)關(guān)模式電源 (SMPS) 控制器、以及兩種控制LED 串亮度的方法。

　　電流調節誤差放大器采用一個(gè)與 LED 串相串聯(lián)的檢測電阻器兩端的壓降，以精確調節 LED 電流。LTC3783的 SMPS 控制部分運用電流模式操作，以輕松地補償諸如升壓、降壓、降壓 - 升壓、反激和 SEPIC 等許多可行拓撲結構的環(huán)路響應。集成的 FET 驅動(dòng)器實(shí)現了功率 MOSFET 的快速開(kāi)關(guān)，要想在不必增設外部柵極驅動(dòng) IC 的情況下將輸入功率高效地轉換為 LED 功率，這些功率 MOSFET 是必需的。

　　LED 調光

　　該器件具有兩種不同的 LED 亮度控制法。仿真調光可把 LED 電流從最大值減小至該最大值的約 10% (10:1的調光范圍)。由于 LED 的色譜與電流有關(guān)，因此對于某些應用來(lái)說(shuō)這種方法并不適用。然而，PWM 或數字調光則能夠以一種快至足以掩蓋視覺(jué)閃爍的速率 (通常高于 100Hz) 在零電流和最大 LED 電流之間切換。占空比可改變有效平均電流。該方法提供了高達3000:1 的調光范圍 (僅受限于最小占空比)。由于 LED電流要么最大要么被關(guān)斷，因此這種方法還具有避免發(fā)生 LED 彩色偏移 (因仿真調光所引發(fā)的電流變化所致) 的優(yōu)點(diǎn)。

　　升壓電路

　　圖 1 示出了一種全部采用市售組件的升壓型配置。輸入電壓 (9V 至 18V) 被提升至一個(gè) 30V 至 54V 的 LED串電壓。LED 串可以包括 12 個(gè)任何彩色的 700mA 串聯(lián) LED，總共能夠提供高達 38W 的 LED 功率。當輸入電壓為 18V 以及 LED 串電壓為 54V 時(shí)，該電路所實(shí)現的功率效率令人驚訝地超過(guò)了 95%!不管采用什么樣的電路組件，這種高效率都能夠把溫升抑制在25°C 以下。

　　降壓 - 升壓電路

　　圖 2 示出了一款可在輸入電壓范圍與 LED 串電壓相重疊情況下使用的降壓 - 升壓型解決方案。這里，輸入電壓范圍為 9V 至 36V，而 LED 串電壓范圍為 18V至 37V。這個(gè)由 8 個(gè)串聯(lián) LED 組成的 LED 串工作電流高達 1.5A。在 14.4V 的標稱(chēng)輸入電壓和一個(gè) 36V (在1.5A) 的 LED 串電壓條件下 (54W 輸出功率)，效率約為 93%。同樣，這種效率水平也是在完全采用市售組件的情況下實(shí)現的。

　　LED 保護和其它功能

　　LTC3783可在 3V 至 36V (或更高) 的寬輸入電壓電源范圍內運作?？删幊糖穳洪]鎖電路將確保芯片忽略一個(gè)過(guò)低的輸入電壓。如果某個(gè) LED 串在無(wú)意之中被置開(kāi)路狀態(tài)，則過(guò)壓保護功能將確保輸出電壓不會(huì )超過(guò)一個(gè)可設置的電平。該器件還具有一種軟起動(dòng)功能，用于對激活期間時(shí)的輸入電源涌入電流加以限制?？梢圆捎脝蝹€(gè)電阻器將開(kāi)關(guān)頻率設定在 20kHz 至 1MHz之間，也可使之與一個(gè)外部時(shí)鐘相同步。

　　結論

　　采用 LTC3783 來(lái)驅動(dòng)高功率 LED 串將實(shí)現一款高效率、低組件數目且靈活的解決方案。此外，由于能夠使用標準的市售組件，因而還有助于在不犧牲性能的情況下簡(jiǎn)化設計。