一種基于LT3743 LED驅動(dòng)器的新型調光方案詳解

寬PWM占空比范圍內的高效率

在便攜式DLP投影機中，功率耗散是一個(gè)極其重要的設計參數。與目前市面上銷(xiāo)售的許多并聯(lián)型大電流LED驅動(dòng)器不同，LT3743在一個(gè)寬PWM占空比范圍內擁有卓越的效率。通過(guò)只把功率輸送至負載，而不是將功率旁路掉或者給輸出電容器充電，常見(jiàn)的傳統PWM調光型驅動(dòng)器中損失的大部分能量可以節省下來(lái)。圖5示出了當VIN = 12V、并以0A至20A電流驅動(dòng)一個(gè)綠光LED時(shí)，整個(gè)占空比范圍內的效率變化情況。

圖5：12V、20A PWM調光效率（采用一個(gè)綠光LED）

停機和精準啟用

當輸送大負載電流時(shí)，執行正確操作所需的電源欠壓閉鎖（UVLO）遲滯值在很大程度上取決于電路板布局。為了獲得最大的靈活性，LT3743具有一個(gè)精準的啟用門(mén)限，而且在EN/UVLO引腳電壓低于1.55V時(shí)將有一個(gè)5.5μA電流源流入該引腳。在輸入電源和地之間使用一個(gè)分壓器，即可給系統增加任意遲滯值。為了在便攜式應用中實(shí)現節能，當EN/UVLO引腳電壓低于0.5V時(shí)，LT3743將被完全停用，且電源電流將減小至1μA以下。

LED電流的熱降額

當存在任何大電流負載時(shí)，對于保護昂貴的大電流LED和避免發(fā)生遍及整個(gè)系統的損壞而言，正確的熱管理是極為重要的。針對高和低控制電流，LT3743采用CTRL_T引腳來(lái)減小負載中的有效已調電流。當CTRL_T引腳電壓低于CTRL_L或CTRL_H引腳上的控制電壓時(shí)，已調電流將被減小。溫度降額采用一個(gè)連接在VREF引腳和地之間的溫度相關(guān)電阻分壓器來(lái)設置。

輸出電壓保護

輸出電壓保護功能對于防止昂貴的投影機LED受損是很重要的。LT3743利用FB引腳來(lái)提供一個(gè)針對輸出的已調電壓點(diǎn)。出于簡(jiǎn)化系統設計的目的，LT3743采用了一個(gè)內部1V基準，以在FB引腳電壓達到900mV時(shí)緩緩地減小已調電流。

強大的柵極驅動(dòng)器

為了提供足夠的驅動(dòng)能力并減少大電流功率MOSFET中的開(kāi)關(guān)損失，LT3743采用了非常強大的開(kāi)關(guān)MOSFET驅動(dòng)器。LG和HG PMOS上拉驅動(dòng)器的接通電阻通常為2.5Ω。LG和HG NMOS下拉驅動(dòng)器的接通電阻一般小于1.3Ω。在接通電阻如此之低的情況下，對于超過(guò)20A的應用，可以將兩個(gè)大電流MOSFET并聯(lián)起來(lái)使用。目前市面上的大多數LED驅動(dòng)器未提供調光MOSFET所需的足夠柵極驅動(dòng)能力，因而需要增設一個(gè)外部柵極驅動(dòng)器。LT3743將之集成在PWMGL和PWMGH驅動(dòng)器中，并具有一個(gè)典型接通電阻為2Ω的NMOS下拉驅動(dòng)器和一個(gè)典型接通電阻為3.7Ω的PMOS上拉驅動(dòng)器，以驅動(dòng)任何5V調光MOSFET.

傳統的PWM調光

LT3743適應任何傳統的PWM調光方法。同類(lèi)競爭LED驅動(dòng)器所采用的并聯(lián)輸出調光會(huì )造成能量的浪費，而且在LED占空比低于約50%時(shí)效率欠佳。由于LT3743具有兩種電流調節水平，因此當分路被占用時(shí)已調電流可下降至零。即使在低LED占空比條件下，這也能提供出色的效率。

圖6示出了一款配置有一個(gè)電流受限并聯(lián)輸出的2A LED驅動(dòng)器。請注意：CTRL_L引腳連接至地，PWMGL引腳用于驅動(dòng)并聯(lián)MOSFET，而CTRL_SEL引腳則用于調光。在CTRL_L引腳接地的情況下，當CTRL_SEL引腳為低電平時(shí)，則分路被占用，而且電感器中的電流被調節于0A.當CTRL_SEL引腳為高電平時(shí)，并聯(lián)MOSFET被關(guān)斷，且已調電流由CTRL_H引腳上的電壓來(lái)確定。圖7示出了采用一個(gè)12V輸入時(shí)的電流受限并聯(lián)PWM調光。

圖6：具電流受限并聯(lián)輸出的6V至36V輸入、2A LED驅動(dòng)器

圖7：0A至2A電流受限并聯(lián)輸出PWM調光

除了并聯(lián)之外，LT3743還可容易地通過(guò)配置以驅動(dòng)與LED的負極相串聯(lián)的調光MOSFET.當不需要多種電流狀態(tài)時(shí)，這是優(yōu)選的PWM調光方法。圖8示出了一款采用轉換負極PWM調光的6V至30V、20A LED驅動(dòng)器。圖9示出了0A至20A電流階躍和100：1調光比條件下的轉換負極PWM調光。

圖8：采用轉換負極PWM調光的6V至30V、20A LED驅動(dòng)器

圖9：0A至20A轉換負極PWM調光