新型 PWM 控制器簡化大功率 LED 設(shè)計

背景
高亮度（HB）和超高亮度 LED 通常充當(dāng) LCD TFT 背光，應(yīng)用在高檔電視、工業(yè)照明和投影儀中。另一個廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域是許多轎車和卡車的儀表盤背光、內(nèi)部照明和剎車燈。高級轎車制造商越來越多地采用固態(tài) LED 照明的最新技術(shù)，通過這些更輕巧、更小型、更耐用的內(nèi)部和外部照明器件來增加其 2007-2008 年新型汽車的美感。相對諸如 HID（高密度放電）和鹵素等用于頂燈的燈泡，及其他用于內(nèi)部照明的白光燈泡，在眾多的優(yōu)勢之外，LED 還具有更低的長期成本和更長的使用壽命。
在高電流情況下驅(qū)動 LED 要求有一個 DC/DC 控制器，以精確地調(diào)整電流，確保一致的光密度和顏色的統(tǒng)一性，并保護(hù) LED。此外，一個巨大的挑戰(zhàn)是利用電池電壓為一或幾串 LED 供電，電池電壓可以小于、等于或大于其負(fù)載電壓。另一個考慮是要有效地對大調(diào)光比率的 LED 進(jìn)行調(diào)光，同時維持其在低和高亮度水平上的色彩特性。此外，DC/DC 驅(qū)動器的有效運(yùn)行是一個關(guān)鍵因素，特別是在驅(qū)動高亮度 LED 時，因?yàn)樗袥]有用來照明的功率將成為熱損耗。
凌特公司新型的 LTC3783 是一款電流模式多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換器，具有恒流 PWM 調(diào)光功能，可驅(qū)動大功率 LED 串和群集。專有技術(shù)可提供極其快速、真實(shí) PWM 的負(fù)載切換，而沒有瞬態(tài)欠壓或過壓問題：可以數(shù)字化地實(shí)現(xiàn) 3000:1 的調(diào)光范圍（在 100Hz 條件下），利用 True Color PWM調(diào)光保證白色和 RGB LED 顏色的一致。LTC3783 可使用模擬控制實(shí)現(xiàn)額外的100:1 調(diào)光比率。這是一個重要的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槿说难劬Νh(huán)境光細(xì)小的變化都非常敏感。這個通用的控制器可以用作升壓、降壓、降壓-升壓、SEPIC 或反激轉(zhuǎn)換器，以及作為恒流/恒壓調(diào)節(jié)器。無電感器（No RSENSE）的運(yùn)行可使用一個 MOSFET 導(dǎo)通電阻，以省去電流感測電阻和提高效率。LTC3783 的應(yīng)用包括高壓 LED 陣列 和 LED 背光照明，以及電信、汽車、工業(yè)控制系統(tǒng)中的穩(wěn)壓器。
圖 1 為一個采用升壓配置的典型 LTC3783 電路圖，可用來驅(qū)動一串大功率 LED。其主要性能特點(diǎn)在 1-5 中有所說明。

圖 1   LTC3783 集成強(qiáng)大的 MOSFET 驅(qū)動器，為 LED 群集提供大輸出功率

LTC3783 性能和優(yōu)勢
•    大電流:     提供大電流（1.5A），LTC3783 可驅(qū)動一個外置 N 溝道 MOSFET，為高亮度和超高亮度 LED 提供電源。
•    高電壓：依據(jù)外置電源組件的不同選擇，LTC3783 的 3V 至 36V 輸入運(yùn)行和輸出電壓可以擴(kuò)展，可輕松驅(qū)動 LED 串（串聯(lián)系列）或 LED 群集（串聯(lián) + 并聯(lián)）。
•    保護(hù)：該 IC集成了必要的精確電流和輸出電壓調(diào)節(jié)，以保護(hù)高亮度 LED。其他保護(hù)包括過壓、過流和軟啟動等。
•    調(diào)光：通過 True Color PWM 3000:1 數(shù)字調(diào)光，可在寬調(diào)光比率下保持 LED 的恒定顏色。另外，LTC3783 還具有其他模擬100:1 的調(diào)光功能。
•    調(diào)光功能在高亮度 LED 應(yīng)用中有三個用途：
1)    調(diào)節(jié) LED 的亮度
2)    當(dāng) LED 太熱時，通過調(diào)光來保護(hù) LED
3)    通過獨(dú)立調(diào)節(jié)紅色、綠色、藍(lán)色 LED 的亮度，創(chuàng)造多種顏色
•    多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu): LTC3783 可以根據(jù)許多 LED 安排設(shè)置成降壓、升壓、降壓-升壓或反激模式。利用一個集成電路就可以滿足眾多系統(tǒng)的要求，不受輸入-輸出電壓比的限制。

結(jié)語
要可靠地驅(qū)動高亮度或超高亮度 LED 串或群集，驅(qū)動控制器必須具備精確的電流和電壓調(diào)節(jié)、保護(hù)電路和調(diào)光能力。這些 LED 可用作大型 LCD TFT 背光，應(yīng)用在汽車、筆記本電腦、電視和監(jiān)視器、工業(yè)照明、投影儀、用于車內(nèi)和車外照明等。這些系統(tǒng)可能需要 16V/5A 電源。
LTC3783 具有特殊的電路，使之成為眾多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中驅(qū)動 LED 的理想選擇。LTC3783 的一個主要優(yōu)勢在于其簡單的單電感器型降壓-升壓拓?fù)?。此外，LTC3783 的數(shù)字 PWM 輸入可以用數(shù)據(jù)方式調(diào)節(jié) LED 的亮度。該集成電路還具有一個 PWM 控制器，可驅(qū)動第二個 MOSFET 進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)。