先升壓后降壓 LED 驅(qū)動(dòng)器利用寬廣的輸入電壓實(shí)現(xiàn)寬 PWM 調(diào)光范圍
多通道 LED 驅(qū)動(dòng)器主要是為采用單個(gè) IC 來給多個(gè) LED 或多個(gè) LED 燈串 (這些燈串有時(shí)具有不同的色彩或長(zhǎng)度) 供電而設(shè)計(jì)的。然而,此類驅(qū)動(dòng)器包括了諸多的特性,可實(shí)現(xiàn)其他引人注目的用途。例如,LT3797 三通道 LED 驅(qū)動(dòng)器就能夠通過配置以提供 “先升壓后降壓” (boost-then-buck) 的能力,其中一個(gè)通道被配置為升壓預(yù)調(diào)節(jié)器,而另兩個(gè)通道則被配置為降壓模式 LED 驅(qū)動(dòng)器。
當(dāng)輸入電壓源具有很寬的變化范圍并且會(huì)高于和低于 LED 燈串的額定電壓時(shí),人們通常采用一種降壓-升壓或 SEPIC 拓?fù)。與單純降壓或單純升壓的穩(wěn)壓器相比,這些拓?fù)渚哂幸恍┤秉c(diǎn),即:相比于單純降壓的轉(zhuǎn)換器,其效率和帶寬較低 (PWM 調(diào)光能力下降);而與單純升壓的穩(wěn)壓器相比則是效率較低和傳導(dǎo) EMI 較高。
避免此類問題的方法之一是利用一個(gè)電壓預(yù)調(diào)節(jié)器對(duì)寬范圍的輸入進(jìn)行升壓,并將之用作一個(gè)單純降壓 LED 驅(qū)動(dòng)器的輸入。這種做法的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)施升壓和降壓并具有高 PWM 調(diào)光帶寬和較低的傳導(dǎo) EMI。由于 LT3797 具有三個(gè)可用于電壓調(diào)節(jié)或 LED 驅(qū)動(dòng)的通道,因此一個(gè)通道可用來把輸入電壓提升至一個(gè)較高的電壓,該電壓隨后可用于給兩個(gè)采用另兩個(gè)通道形成的高帶寬降壓模式 LED 驅(qū)動(dòng)器供電。
圖 1:LT3797 三路輸出 LED 驅(qū)動(dòng)器被配置為 3 x 50V 1A 升壓 LED 驅(qū)動(dòng)器
采用降壓 LED 驅(qū)動(dòng)器可實(shí)現(xiàn)比采用升壓模式驅(qū)動(dòng)器時(shí)更高的 PWM 調(diào)光比。為了在采用一個(gè)寬范圍輸入的情況下實(shí)現(xiàn)高的 LED 調(diào)光比,可利用一個(gè)預(yù)調(diào)節(jié)器將低輸入電壓提升至一個(gè)中間電壓。這個(gè)經(jīng)過升壓的中間輸出充當(dāng)降壓模式 LED 驅(qū)動(dòng)器的輸入。圖 2 示出了采用單個(gè) LT3797 實(shí)現(xiàn)的先升壓后降壓方案。
圖 2:具 1000:1 PWM 調(diào)光比的 LT3797 雙輸出先升壓后降壓 LED 驅(qū)動(dòng)器
三路輸出 LED 驅(qū)動(dòng)器 (多拓?fù)、高效?
LT3797 是一款三路輸出 LED 驅(qū)動(dòng)器控制器 IC,其可用于以多種拓?fù)?(包括升壓、降壓、降壓-升壓和 SEPIC) 為三個(gè) LED 燈串提供電流。每個(gè)通道的運(yùn)作獨(dú)立于其他的通道,但它們共用時(shí)鐘相位。LED 電流、開路 LED 保護(hù)、模擬和 PWM 調(diào)光控制功能電路可以單獨(dú)地進(jìn)行操控。
當(dāng) LED 燈串未回接至 GND 時(shí),高壓側(cè)反饋引腳 FBH 可在降壓模式和降壓-升壓模式中均提供了通用的過壓保護(hù),從而免除了增設(shè)一個(gè)電平移位反饋晶體管的需要。2.5V 至 40V 的 VIN 范圍和 100V 的輸出范圍使 LED 驅(qū)動(dòng)器擁有了高電壓和高供電能力。其可用于汽車和工業(yè)應(yīng)用以及電池供電型設(shè)備。
圖 1 示出了一款效率達(dá) 93% 的三路輸出升壓型 LED 驅(qū)動(dòng)器,其采用一個(gè)汽車輸入為三個(gè) 50W (50V、1A) LED 燈串供電。該器件具有 250:1 PWM 調(diào)光比 (在 120Hz) 和短路保護(hù)功能。一個(gè)內(nèi)部降壓-升壓 INTVCC 電源可向電源開關(guān)輸送 7.8V 的柵極充電電壓 (即使當(dāng) VIN 降到低至 2.5V 時(shí)也不例外),從而使之成為一款具有非常寬輸入范圍的轉(zhuǎn)換器。
圖 3:從 50% (500mA) 至 100% (1A) 全標(biāo)度電流的模擬調(diào)光瞬變顯示出了降壓模式的高帶寬 (即使當(dāng)升壓級(jí)以其自己的常規(guī)速度恢復(fù)時(shí)也不例外)。
雙輸出先升壓后降壓模式 LED 驅(qū)動(dòng)器
最高的 PWM 調(diào)光比可利用降壓 LED 驅(qū)動(dòng)器 (其提供了最高的工作帶寬) 來實(shí)現(xiàn)。為了采用寬范圍汽車輸入電壓來實(shí)現(xiàn)高的 LED 調(diào)光比,必須首先采用一個(gè)預(yù)調(diào)節(jié)器提升汽車電壓。經(jīng)過提升的輸出電壓隨后可作為降壓模式 LED 驅(qū)動(dòng)器的輸入。圖 2 示出了怎樣利用單個(gè) IC 做到這一點(diǎn),其運(yùn)用的方法是將 LT3797 的一個(gè)通道用作升壓預(yù)調(diào)節(jié)器,而將它的另兩個(gè)通道用作降壓模式 LED 驅(qū)動(dòng)器。
與增設(shè)單獨(dú)的升壓 IC 作為預(yù)調(diào)節(jié)器相比,這種單 IC 方案的優(yōu)點(diǎn)除了可減少組件數(shù)目和成本之外,還在于升壓型穩(wěn)壓器的 PWM 引腳可用于在 PWM 關(guān)閉時(shí)間里禁止執(zhí)行開關(guān)操作和凍結(jié)控制環(huán)路的狀態(tài)。這使得升壓轉(zhuǎn)換器能夠快速恢復(fù)至其先前的 PWM 接通狀態(tài),并且其輸出不會(huì)在降壓模式 LED 驅(qū)動(dòng)器重新接通時(shí)出現(xiàn)驟降。如果升壓穩(wěn)壓器的PWM 在 PWM 關(guān)閉時(shí)間里未關(guān)斷,或采用一個(gè)單獨(dú)的升壓 IC,則升壓轉(zhuǎn)換器的帶寬會(huì)限制最大 PWM 調(diào)光比。
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LTM8002:高效率、超低 EMI 降壓型電源 μModule
LTM8002 是一款 40VIN、2.5A 降壓型μModule® 穩(wěn)壓器。它內(nèi)置了開關(guān)控制器、電源開關(guān)、電感器和所有的支持性組件。該器件支持 3.4V 至 40V 的輸入電壓范圍,和 0.97V 至 18V 的輸出電壓。
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