高功率LED正在迅速擴(kuò)大其作為電視投影、掃描儀以及各種汽車和航空電子產(chǎn)品的光源的范圍。所有這些都需要恒定的LED電流，無論是降壓、升壓、降壓-升壓還是SEPIC配置。脈寬調(diào)制 （PWM） 是這些 LED 系統(tǒng)的首選調(diào)光方法，可在寬動(dòng)態(tài)光強(qiáng)度范圍內(nèi)保持 LED 顏色。LT?3518 是一款高度集成的 2.3A 全功能 LED 驅(qū)動(dòng)器，能夠提供 3000：1 真彩色 PWM?適用于高功率 LED 驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用的各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的調(diào)光比。

LT3518 具有一個(gè) 45V 電源開關(guān)、100mV 高端電流檢測(cè)和準(zhǔn)確的開路 LED 保護(hù)功能。它結(jié)合了傳統(tǒng)的電壓反饋環(huán)路和電流反饋環(huán)路，可用作恒流和/或恒壓源。可編程軟啟動(dòng)可限制啟動(dòng)期間的浪涌電流，防止輸入電流尖峰。LT3518 的 3V 至 40V 寬工作輸入范圍使其非常適合于汽車應(yīng)用。10：1 模擬調(diào)光范圍進(jìn)一步將總調(diào)光范圍擴(kuò)展到 30，000：1。集成了PMOS隔離開關(guān)驅(qū)動(dòng)器，以改善對(duì)PWM控制信號(hào)的瞬態(tài)響應(yīng)。250kHz 至 2.5MHz 的可編程工作頻率允許針對(duì)效率或組件尺寸優(yōu)化外部組件。為了減少開關(guān)噪聲干擾，LT3518 可同步至一個(gè)外部時(shí)鐘。

高效的 PWM 調(diào)光控制

內(nèi)部時(shí)鐘和外部 PWM 信號(hào)的對(duì)齊

大多數(shù) LED 驅(qū)動(dòng)器采用獨(dú)立、自由運(yùn)行的內(nèi)部振蕩器工作。當(dāng)內(nèi)部振蕩器從高電平轉(zhuǎn)換到低電平時(shí)，每個(gè)開關(guān)周期就開始了。當(dāng)PWM調(diào)光時(shí)，當(dāng)PWM信號(hào)低時(shí)，開關(guān)關(guān)閉。PWM信號(hào)被驅(qū)動(dòng)為高電平后，開關(guān)必須等待下一個(gè)振蕩器高低轉(zhuǎn)換開啟，如圖1所示。導(dǎo)通延遲從0到一個(gè)完整的振蕩器周期不等，這限制了可實(shí)現(xiàn)的PWM調(diào)光比。當(dāng)需要高PWM調(diào)光比時(shí)，這種額外的周期成為障礙。

圖1.常規(guī) LED 驅(qū)動(dòng)器時(shí)序圖。

LT3518 采用一種新的時(shí)序方案 （如圖 2 所示） 來運(yùn)行轉(zhuǎn)換器。LT3518 沒有使用一個(gè)自由運(yùn)行的振蕩器，而是將內(nèi)部振蕩器與外部 PWM 信號(hào)對(duì)齊。當(dāng)PWM信號(hào)較低時(shí)，內(nèi)部時(shí)鐘被禁用。PWM 上升沿以固定的 200ns 延遲喚醒內(nèi)部振蕩器。通過這種方式，LT3518 具有對(duì) PWM 輸入信號(hào)的快速響應(yīng)，從而改善了可實(shí)現(xiàn)的 PWM 調(diào)光比。

圖2.LT3518 時(shí)序圖。

PMOS 隔離開關(guān)驅(qū)動(dòng)程序

最近的LED驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)在PWM低周期期間禁用VC引腳的所有內(nèi)部負(fù)載，這保持了外部補(bǔ)償電容器上VC引腳的充電狀態(tài)。此功能減少了瞬態(tài)恢復(fù)時(shí)間，進(jìn)一步提高了可實(shí)現(xiàn)的PWM調(diào)光率。然而，為了實(shí)現(xiàn)降壓/降壓-升壓模式LED驅(qū)動(dòng)器的最佳PWM調(diào)光比，其他IC仍然依賴于幾個(gè)額外的外部組件來驅(qū)動(dòng)PMOS斷開開關(guān)。如圖3所示，典型的PMOS斷開開關(guān)驅(qū)動(dòng)器由一個(gè)NMOS晶體管和一個(gè)由R1和R2形成的電平移動(dòng)電阻器網(wǎng)絡(luò)組成。這種PMOS驅(qū)動(dòng)器必須在快速瞬態(tài)響應(yīng)和高功耗之間進(jìn)行權(quán)衡。不同的輸入電壓和LED電壓組合也使電平轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)變得困難。

圖3.用于傳統(tǒng) LED 驅(qū)動(dòng)器的外部 PMOS 隔離開關(guān)驅(qū)動(dòng)器。

圖4.LT3518 內(nèi)部 PMOS 驅(qū)動(dòng)器。

相比之下，LT3518 內(nèi)部集成了一個(gè) PMOS 驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器能夠以一個(gè)小保持電流 （典型值為 1μA） 在 200ns 內(nèi)轉(zhuǎn)換一個(gè) 600nF 柵極電容 PMOS 開關(guān)。通過這種方式，LT3518 簡(jiǎn)化了電路板布局，減少了物料清單，并避免了以功耗換取快速瞬態(tài)響應(yīng)的困境。此外，LT3518 還包括一個(gè)內(nèi)部電平轉(zhuǎn)換器，以確保 TG 引腳比 ISP 引腳低 7V 或更低。內(nèi)部 PMOS 驅(qū)動(dòng)程序也可用于實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)。當(dāng)檢測(cè)到故障（例如，輸入浪涌）時(shí)，LED陣列將被斷開，并通過下拉PWM輸入進(jìn)行保護(hù)。

應(yīng)用

1-線高 PWM 調(diào)光升壓 LED 驅(qū)動(dòng)器

許多 LED 驅(qū)動(dòng)器具有高壓側(cè)電流檢測(cè)功能，使器件能夠用作 1 線電流源。為了提高升壓配置中的PWM調(diào)光比，這些LED驅(qū)動(dòng)器通常依賴于低側(cè)NMOS斷路開關(guān)，不幸的是，這限制了1線操作。相反，LT3518 獨(dú)特的內(nèi)部 PMOS 驅(qū)動(dòng)器使得 1 線操作在升壓配置中可行，同時(shí)保持了一個(gè)高 PWM 調(diào)光比。圖 5 示出了在升壓配置中驅(qū)動(dòng) 3518 個(gè) 300mA LED 的 LT1。此設(shè)置只需要為 LED 燈串的頂部提供 6 線，而 LED 燈串的另一側(cè)可以在任何地方接地。圖1000顯示了使用此設(shè)置捕獲的1：<> PWM調(diào)光波形。

圖5.1 線升壓 300mA LED 驅(qū)動(dòng)器，帶 LED 開路保護(hù)。

圖6.圖5在120Hz PWM頻率和V下的PWM調(diào)光波形在= 10V。

降壓-升壓型 PWM LED 驅(qū)動(dòng)器

對(duì)于其中 Vin和 Vout范圍重疊，首選降壓-升壓拓?fù)?。要使具有一個(gè)低邊開關(guān)的 LT3518 充當(dāng)降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器，LED 電流應(yīng)返回到 V在.因此，LED 看到的電壓為 Vout-Vin.圖7顯示了一款面向汽車應(yīng)用的降壓-升壓PWM LED驅(qū)動(dòng)器。在此設(shè)置中，單節(jié)電池輸入電壓能夠在8V至16V范圍內(nèi)變化。 6.04kΩ RT電阻器將系統(tǒng)設(shè)置為2MHz開關(guān)，從而允許比標(biāo)準(zhǔn)1MHz開關(guān)頻率更高的PWM調(diào)光比。圖3000所示的1：8 PWM調(diào)光比是在120Hz PWM頻率下實(shí)現(xiàn)的。

圖7.面向汽車應(yīng)用的降壓-升壓 LED 驅(qū)動(dòng)器。

圖8.圖3000應(yīng)用電路在1Hz PWM頻率和V下的7：120 PWM調(diào)光波形在= 12V。

高電流降壓型 PWM LED 驅(qū)動(dòng)器

LT3518 具有一個(gè) 2.3A 開關(guān)，這使得其在降壓型配置中能夠驅(qū)動(dòng) 1.5A LED。驅(qū)動(dòng)大電流LED時(shí)應(yīng)特別注意內(nèi)部功耗。高開關(guān)頻率和高功率輸入電壓（PV在） 容易導(dǎo)致高功耗并加熱硅。具有 1MHz 開關(guān)頻率和 24V PV在，圖9所示電路可提供1000：1的PWM調(diào)光比，如圖10中的波形所示。

圖9.降壓模式 1.5A LED 驅(qū)動(dòng)器。

圖 10.圖1000所示應(yīng)用電路在1Hz PWM頻率下的9：120 PWM調(diào)光波形。

當(dāng)高功率輸入電壓驅(qū)動(dòng)降壓配置中的幾個(gè)LED時(shí)，應(yīng)考慮LED開路保護(hù)。與升壓配置不同，輸出電壓需要相對(duì)于地電平轉(zhuǎn)換為信號(hào)，如圖11所示。通過這種方式，LT3518 獨(dú)特的恒定電壓環(huán)路可以將降壓配置的輸出電壓調(diào)節(jié)到預(yù)定義的值，從而保護(hù) LED。

圖 11.用于降壓配置的開放式 LED 保護(hù)設(shè)置。

結(jié)論

LT?3518 是一款高電流、高電壓和高精度 LED 驅(qū)動(dòng)器，可在多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中提供高 PWM 調(diào)光比。它的多功能性、簡(jiǎn)單性和可靠性使其在大多數(shù) LED 應(yīng)用中非常有吸引力。LT3518 采用纖巧尺寸 QFN UF16 封裝和引線型 FE16 封裝。它為恒壓和恒流應(yīng)用提供了完整的解決方案。

審核編輯：郭婷