高達(dá)98.5%效率的60V電壓控制器 可驅(qū)動(dòng)高功率LED、給電池充電及調(diào)節(jié)電壓

引言

LT^?3791 是一款四開(kāi)關(guān)同步降壓-升壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，能采用單個(gè)電感器以高達(dá) 98.5% 的效率調(diào)節(jié)恒定電流和恒定電壓。該器件可提供幾百瓦的功率，并具有一個(gè) 60V 的額定輸入和輸出電壓，從而使其非常適合在需要進(jìn)行升壓和降壓轉(zhuǎn)換的場(chǎng)合驅(qū)動(dòng)高功率 LED 串并對(duì)高電壓電池進(jìn)行充電。另外，它還可用作一個(gè)具有用于輸入和輸出的電流限制和監(jiān)視功能的恒定電壓降壓-升壓型穩(wěn)壓器。

降壓-升壓型控制器可驅(qū)動(dòng)用于飛機(jī)燈和卡車(chē)燈的 100W LED 串

采用 24V 電池的飛機(jī)和大型載重卡車(chē)需要強(qiáng)力、高效和堅(jiān)固的前照燈和反光燈。圖 1 示出了一款 33.3V、3A (9 個(gè) Luminus SSR-90 LED) 降壓-升壓型 LED 驅(qū)動(dòng)器，其依靠 15V 至 58V 輸入運(yùn)行，并可實(shí)現(xiàn)高達(dá) 98.5% 的效率。

四開(kāi)關(guān)同步拓?fù)淠茯?qū)動(dòng)高功率 LED，并產(chǎn)生極少的開(kāi)關(guān)功率損耗 (與極小的溫升)。與其他拓?fù)洳煌?，LT3791 的降壓-升壓功能電路可從 LED+ 短接至 LED– 和 GND，而且，作為一項(xiàng)特性，可通過(guò)編程以執(zhí)行鎖斷或持續(xù)重試 (當(dāng)短路狀況清除)。診斷輸出標(biāo)記負(fù)責(zé)報(bào)告 LED 短路和開(kāi)路情況。

圖 1 中的解決方案可提供在 100Hz 高達(dá) 100:1 (在 100Hz) 的 PWM 調(diào)光 (以實(shí)現(xiàn)沒(méi)有彩色漂移的準(zhǔn)確亮度調(diào)節(jié)) 和模擬 LED 調(diào)光 (當(dāng)未接入 PWM 振蕩器時(shí)) 功能。

圖 1：15~58V_IN 至 33.3V/3A LED 驅(qū)動(dòng)器可實(shí)現(xiàn)高達(dá) 98.5% 的效率

圖 2：圖 1 所示驅(qū)動(dòng)器的效率

36V、2.5A 密封式鉛酸 (SLA) 電池充電器

圖 3 中的降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器采用一個(gè) 9V 至 58V 輸入，以 2.5A DC 在 44V 給一個(gè) 36V 12Ah SLA 電池充電。

當(dāng)電池接近滿(mǎn)充電時(shí)，特別集成的 C/10 電流檢測(cè)和電池電壓檢測(cè)功能電路將電池電壓從其充電電壓 (44V) 降至其浮置電壓 (41V)。/OPENLED 標(biāo)記用于把充電器的狀態(tài)從“充電”變?yōu)椤案≈谩薄．?dāng)電池電壓下降得足夠多時(shí)，電壓反饋電路將使充電器恢復(fù)至其充電狀態(tài)。

LT3791 可適合采用各種各樣的輸入電源 (不管它們之間的電壓關(guān)系如何) 來(lái)給多種化學(xué)電池和容量進(jìn)行充電。一個(gè)外部微控制器可被編程并用于形成一個(gè)最大功率點(diǎn)跟蹤器件，以從一塊太陽(yáng)能板給電池充電。輸出診斷與調(diào)光輸入引腳使之成為一個(gè)適合高功率太陽(yáng)能板應(yīng)用設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單接口。

圖 3：具 C/10 充電終止功能的 36V、2.5A SLA 電池充電器

120W、6V 至 55V 穩(wěn)壓器

LT3791 還可以在高功率恒定電壓降壓-升壓應(yīng)用中使用。FB 引腳具有雙重作用，既負(fù)責(zé)提供降壓-升壓電路的主電壓反饋，又用于提供過(guò)壓保護(hù)檢測(cè)與調(diào)節(jié) (當(dāng) LT3791 被用作一個(gè) LED 驅(qū)動(dòng)器)。

通過(guò)在 SS 和 V_REF 引腳之間布設(shè)一個(gè) 100k 電阻器 (以在故障期間停用軟起動(dòng)復(fù)位功能)，即可容易地將圖 1 中的驅(qū)動(dòng)器變成一個(gè) V_OUT 介于 6V 和 55V 之間的 100W 穩(wěn)壓器。

穩(wěn)壓器具有防短路能力。當(dāng)輸出端上存在短路狀況時(shí)，/SHORTLED 標(biāo)記將發(fā)出通告。輸入電流監(jiān)視器仍能在恒定電壓調(diào)節(jié)中使用，以對(duì)任何輸入電流受到限制的系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)。R_LED 負(fù)責(zé)設(shè)定針對(duì)短路的輸出電流限值，但也可通過(guò)把 ISP 短接至 ISN 移除該電阻器，以提供一個(gè)采用 /OPENLED 的 /PGOOD 標(biāo)記。

結(jié)論

LT3791 同步降壓-升壓型控制器能以高達(dá) 98.5% 的效率向多個(gè)不同的負(fù)載輸送 100W 及更高的功率。很寬的 4.7V 至 60V 輸入及 0V 至 6V 輸出電壓范圍使其兼具功能強(qiáng)大和通用的特性，而對(duì)于存在潛在危險(xiǎn)環(huán)境中的許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)，其抗短路能力則使其成為堅(jiān)固的選擇。在常用的降壓或升壓型轉(zhuǎn)換器因?yàn)檩斎牒洼敵鲭妷悍秶化B而無(wú)法勝任的應(yīng)用中，可以使用這款看似沒(méi)有局限性的 IC。