簡(jiǎn)述4W LED驅(qū)動(dòng)器高效率驅(qū)動(dòng)LCD顯示器和其它應(yīng)用

在各種不同類型的光源中，高亮度 LED（發(fā)光二極管） 目前增長(zhǎng)勢(shì)頭良好，正開(kāi)始替代白熾燈、鹵素?zé)簟晒鉄簟?HID氙氣燈等其它種類的光源。近年來(lái)，高亮度 LED（HBLED）開(kāi)始用于建筑照明、裝飾照明，以及標(biāo)識(shí)牌照明等，這樣就為LED驅(qū)動(dòng)器的發(fā)展提供了廣闊的前景。LED是由電流驅(qū)動(dòng)的器件，其亮度與正向電流呈比例關(guān)系。首選的LED電流調(diào)整方法是利用恒流電源來(lái)驅(qū)動(dòng)LED,恒流電源可消除正向電壓變化所導(dǎo)致的電流變化， 因此可產(chǎn)生恒定的LED亮度。無(wú)論正向電流如何變化，產(chǎn)生恒流電源很容易。只需要調(diào)整通過(guò)電流檢測(cè)電阻器的電壓，而不用調(diào)整電源的輸出電壓，電源參考電壓和電流檢測(cè)電阻器值決定了LED電流。在驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED時(shí)，只需把它們串聯(lián)就可以在每個(gè)LED中實(shí)現(xiàn)恒定電流。

400kHz LT3519 LED驅(qū)動(dòng)器包含集成的750mA/45V峰值電源開(kāi)關(guān)、補(bǔ)償組件和低泄漏肖特基二極管，從而使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、小巧。盡管集成度很高，該器件仍然能用于多種拓?fù)洌ㄉ龎骸?strong>SEPIC、降壓模式或降壓-升壓模式。為了最大限度地提高通用性，肖特基二極管的陽(yáng)極和內(nèi)部電源開(kāi)關(guān)的發(fā)射極（SW）引腳被單獨(dú)引出，以便SEPIC耦合電容器可以插入兩者之間。選擇內(nèi)部補(bǔ)償組件以便在上述拓?fù)渲衅ヅ?.2μF至4.7μF的輸出電容。集成的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)結(jié)合電流模式控制，產(chǎn)生了快速穩(wěn)定的瞬態(tài)響應(yīng)。

該器件還包括OPENLED檢測(cè)和故障報(bào)告功能。利用電阻器分壓器設(shè)定過(guò)壓保護(hù)輸出電壓，以防有LED串開(kāi)路。在發(fā)生故障時(shí)，一個(gè)小的上拉電阻器就可以使開(kāi)路集電極OPENLED輸出引腳有效。

4W升壓型LED驅(qū)動(dòng)器

圖1中簡(jiǎn)單的升壓型LED驅(qū)動(dòng)器在汽車(chē)輸入電壓范圍內(nèi)以100mA電流驅(qū)動(dòng)最高38V的LED.對(duì)于汽車(chē)、航空電子和工業(yè)解決方案來(lái)說(shuō)，400kHz開(kāi)關(guān)頻率是常見(jiàn)的。該驅(qū)動(dòng)器結(jié)合了高效率、小尺寸的電感和電容以及高的PWM調(diào)光能力，同時(shí)避開(kāi)了AM廣播頻段的頻率。具有約750mA額定飽和電流的小型電感器、幾個(gè)陶瓷電容器和若干纖巧的電阻器就是完成設(shè)計(jì)所需的全部組件。如圖2所示，利用集成的LT3519 PWM調(diào)光架構(gòu)和極低泄漏的集成肖特基二極管，纖巧的PWM調(diào)光MOSFET可用來(lái)在120Hz時(shí)提供超過(guò)1000:1的PWM調(diào)光。

頻率為120Hz時(shí)，1000:1的調(diào)光比對(duì)于一個(gè)400kHz的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器來(lái)說(shuō)是極高的。由于更高的開(kāi)關(guān)頻率通常對(duì)應(yīng)更高的PWM調(diào)光比，因此通過(guò)選擇更高頻率的驅(qū)動(dòng)器，可以進(jìn)一步提高調(diào)光比。在這種情況下，避開(kāi)AM頻段意味著跳至2MHz,從而降低了最大占空比和效率。LT3519的400kHz開(kāi)關(guān)頻率做到了2MHz轉(zhuǎn)換器無(wú)法做到的事情：LT3519在38VLED時(shí)，以低至6VIN的電壓提供高占空比；在12VIN時(shí)提供高達(dá)89%的效率。如果不需要PWM調(diào)光，那么MOSFET M1可以去掉，可用模擬調(diào)光（CTRL）引腳來(lái)調(diào)節(jié)穩(wěn)定的LED電流，使其低于100mA,從而實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的亮度控制。

2.4W SEPIC LED驅(qū)動(dòng)器

對(duì)于不同應(yīng)用，每串HB LED的個(gè)數(shù)可能不同，HB LED正向?qū)妷旱娜菹尥ǔ?plusmn;15%.另外，在汽車(chē)應(yīng)用中，輸入電壓具有相當(dāng)寬的變化范圍?？紤]到這些不確定性，最好選擇單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器（SEPIC）拓?fù)?，SEPIC結(jié)構(gòu)允許輸入電壓高于或低于輸出電壓，具有極高的設(shè)計(jì)靈活性。缺陷是SEPIC設(shè)計(jì)需要兩個(gè)電感（或耦合線圈）和一個(gè)串聯(lián)電容。但與反激方案相比，SEPIC設(shè)計(jì)中的串聯(lián)電容可以吸收漏電感中的能量，降低對(duì)MOSFET開(kāi)關(guān)的要求。

當(dāng)LED串的電壓在輸入軌電壓范圍之內(nèi)時(shí)，需要SEPIC拓?fù)?。SEPIC產(chǎn)生高的PWM調(diào)光比，而且還提供短路保護(hù)。圖3所示的SEPIC在4V至24V的輸入范圍內(nèi)以150mA的電流驅(qū)動(dòng)16V LED.因?yàn)榧傻捏槲欢O管的陽(yáng)極（ANODE）是通過(guò)一個(gè)獨(dú)立于NPN電源開(kāi)關(guān)發(fā)射極的引腳引出的，所以耦合電容器非常容易插入兩者之間。SW引腳承受的最高電壓略高于輸入電壓與輸出電壓之和，因此45V/750mA的集成電源開(kāi)關(guān)很好地滿足了這些規(guī)格要求。

圖1 4W升壓型LED驅(qū)動(dòng)器在12VIN時(shí)具89%的效率

圖2 集成的PWM調(diào)光在20Hz時(shí)實(shí)現(xiàn)1000:1的調(diào)光

圖3 具有短路保護(hù)的SEPIC LED驅(qū)動(dòng)器