利用高調(diào)光比LED驅(qū)動器設(shè)計大功率照明方案

LED照明解決方案廣受歡迎的原因之一，是LED能通過簡單的電流控制來獲得很寬的調(diào)光范圍，比如汽車儀表盤和飛機(jī)駕駛員座艙等環(huán)境照度可能非常低的應(yīng)用場合就需要非常寬的PWM調(diào)光范圍。凌力爾特公司的LT3478和LT3478-1是單芯片升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，能在很寬的可設(shè)置范圍內(nèi)利用恒定電流來驅(qū)動高亮度LED。除了可選的10:1模擬調(diào)光范圍之外，LT3478和LT3478-1還具有3000:1的PWM調(diào)光范圍，可以保持LED的色彩。

LT3478和LT3478-1的易用性很好，并具有旨在優(yōu)化性能、可靠性、外形尺寸和總成本的可編程功能。這些器件可工作在升壓、降壓和降升壓型LED驅(qū)動器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中。它們所能提供的LED電流大小取決于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最高可達(dá)4A。LT3478和LT3478-1是大功率LED應(yīng)用(包括汽車和航空電子照明)的理想選擇，它們采用16引腳耐熱增強(qiáng)型TSSOP封裝，具有E級或I級溫度額定值。

圖1：面向汽車TFT LED背光應(yīng)用的升壓型LED驅(qū)動電路。

LT3478和LT3478-1的工作原理與傳統(tǒng)的電流式升壓型轉(zhuǎn)換器相似，但它們采用LED電流(而不是輸出電壓)作為控制環(huán)路的主反饋源。圖2給出了各部分的主要功能。這兩款器件均采用高壓側(cè)LED電流檢測，以便可以工作在降壓和降升壓模式。LT3478-1通過集成電流檢測電阻器來節(jié)省空間和成本，并將最大LED電流限制為1.05A。LT3478采用外部檢測電阻器，允許最大可編程LED電流為4A。

圖2：LT3478和LT3478-1功能框圖。

設(shè)置最大LED電流

調(diào)光的電流控制是一個重要的特性，但避免LED過驅(qū)動(超過其最大額定電流)也同樣很重要。LT3478和LT3478-1使設(shè)置最大電流以及根據(jù)溫度降低最大電流變得非常容易。

圖3：用來設(shè)置最大LED電流的電路連接圖。

LT3478和LT3478-1利用CTRL1引腳電壓來控制最大LED電流，除非器件被設(shè)置為根據(jù)溫度降低最大LED電流(利用CTRL2引腳來完成)?？梢岳脧腣REF(見圖3)或外部電壓電源引出的簡單電阻分壓器來設(shè)置CTRL1引腳電壓，也可以直接將CTRL1連接至VREF引腳，以提供最大電流。圖4給出了LED電流與CTRL1引腳電壓的關(guān)系曲線。

圖4：LED電流與CTRL1引腳電壓的關(guān)系曲線。

根據(jù)溫度降低最大LED電流

為確保最佳的可靠性，LED制造商規(guī)定了最大容許LED電流與溫度的關(guān)系曲線(圖5)。如果不根據(jù)溫度調(diào)節(jié)最大LED電流，可能對LED造成永久損壞。

圖5：LED電流下降曲線與環(huán)境溫度的關(guān)系。

圖6：設(shè)置LED電流降額曲線與溫度的關(guān)系。

LT3478和LT3478-1通過CTRL2引腳來降低電流。如圖6所示，只需通過一個與溫度有關(guān)的電阻分壓器把CTRL2引腳連接至VREF即可。當(dāng)溫度上升時，CTRL2引腳電壓下降，當(dāng)CTRL2引腳電壓降至低于CTRL1引腳電壓時，則由CTRL2引腳電壓設(shè)置最大LED電流(圖7)。

LED電流開始下降時的溫度以及電流下降的快慢由所采用的電阻網(wǎng)絡(luò)/阻值來選擇。表1列出了NTC電阻器制造商村田電子、TDK和Digi-Key的網(wǎng)站信息。Murata Electronics(村田電子)公司特別提供了一個用于選擇所需的電阻器組合形式(如圖6所示)的在線仿真程序，其中包括一份說明NTC電阻器規(guī)格的產(chǎn)品目錄。圖5給出了LT3478-1編程LED電流下降與溫度關(guān)系曲線的一個實例，采用的是圖6所示的可選方案C，其中：R4=19.3k、RY=3.01k、RNTC=22k(NCP15XW223J0SRC)。有關(guān)如何通過手工計算來確定這些數(shù)值的更加詳盡的描述，請查閱LT3478和LT3478-1的數(shù)據(jù)表。

表1：NTC電阻器制造商/分銷商。

圖7：CTRL1和CTRL2引腳電壓與溫度的關(guān)系曲線。

模擬調(diào)光

許多LED應(yīng)用都需要進(jìn)行準(zhǔn)確的亮度控制?？梢院唵蔚赝ㄟ^減小LED電流來降低LED亮度，這種方法被稱為模擬調(diào)光，但減小LED的工作電流會改變LED的色彩。LT3478和LT3478-1可以通過把CTRL1引腳電壓從1V降至0.1V來實現(xiàn)10:1調(diào)光。如果色彩保持特性很重要，PWM調(diào)光是一種更好的可選方案。