鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1254次 | 2020年02月12日
基于微型投影儀或智能手機(jī)投影儀的完整 RGB LED 解決方案
快速發(fā)展的LED照明應(yīng)用正在取代幾乎所有傳統(tǒng)形式的照明應(yīng)用。隨著這種轉(zhuǎn)型的加速,LED驅(qū)動(dòng)器的功率需求也提高了,如果不犧牲效率,那么電流越大,保持電流檢測(cè)準(zhǔn)確度就越難。LED驅(qū)動(dòng)器必須保持電流檢測(cè)準(zhǔn)確度,同時(shí)快速向多個(gè)獨(dú)立的LED負(fù)載提供電流,并能夠并聯(lián)連接和準(zhǔn)確均流。
有些高功率LED具有獨(dú)特的機(jī)械和電氣考慮,其正極電連接至導(dǎo)熱的后飾片。在采用降壓穩(wěn)壓器配置的傳統(tǒng)LED驅(qū)動(dòng)器中,熱管理是通過(guò)冷卻底盤來(lái)實(shí)現(xiàn)的,至后飾片的正極連接線會(huì)產(chǎn)生一個(gè)機(jī)電設(shè)計(jì)難題。后飾片必須具有至散熱器的良好導(dǎo)熱性,但也必須與之保持電隔離(如果后飾片上的電壓與底盤不同)。由于LED制造商改變生產(chǎn)工藝或封裝是很困難的,因此LED驅(qū)動(dòng)器本身必須迎接該設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。
一種選項(xiàng)是使用四開(kāi)關(guān)正降壓-升壓型LED驅(qū)動(dòng)器,但是額外的開(kāi)關(guān)MOSFET增加了系統(tǒng)復(fù)雜性和成本。負(fù)輸出降壓-升壓型拓?fù)鋬H采用一組開(kāi)關(guān)功率MOSFET,且允許正極與散熱器直接(電)連接,從而免除了在散熱器上增設(shè)電隔離器的需要,并簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)。
為了滿足高性能要求,LT3744可配置為同步降壓型或負(fù)輸出降壓-升壓型控制器,以超過(guò)20A的連續(xù)電流驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載。LT3744的電源輸入可以接受3.3V至36V電壓。作為降壓型轉(zhuǎn)換器使用時(shí),該器件在0V直至電源電壓范圍內(nèi)調(diào)節(jié)LED電流。作為負(fù)輸出降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器使用時(shí),LT3744可在0V直至20V的輸出電壓范圍內(nèi)準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)LED電流。
在滿標(biāo)度范圍內(nèi),模擬電流調(diào)節(jié)準(zhǔn)確度為3%,甚至在1/20標(biāo)度時(shí),準(zhǔn)確度也好于±30%。LT3744有3個(gè)獨(dú)立的模擬和數(shù)字控制輸入以及3個(gè)補(bǔ)償及柵極驅(qū)動(dòng)輸出,適合多種LED配置。通過(guò)分離電感器電流檢測(cè)和LED電流檢測(cè),LT3744可配置為降壓型或負(fù)輸出降壓-升壓型控制器。為了便于系統(tǒng)設(shè)計(jì),所有輸入信號(hào)都以電路板地(SGND,信號(hào)地)為基準(zhǔn),從而無(wú)需復(fù)雜的分立式電平轉(zhuǎn)換器。
在負(fù)輸出降壓-升壓型配置中,LED的總體正向電壓可以高于輸入電源電壓,從而允許用低壓電源驅(qū)動(dòng)高壓LED串。當(dāng)出于pCB功率密度考慮,需要分散組件功耗時(shí),LT3744還可以方便地并聯(lián),以驅(qū)動(dòng)很大的LED脈沖負(fù)載電流或DC負(fù)載電流。
高準(zhǔn)確度電流檢測(cè)
LT3744采用一個(gè)高準(zhǔn)確度電流調(diào)節(jié)誤差放大器,可實(shí)現(xiàn)總電流控制范圍的1/20之準(zhǔn)確模擬調(diào)光。在總體數(shù)字pWM調(diào)光范圍有限的應(yīng)用中,或者在需要非常大的調(diào)光范圍的應(yīng)用中,這個(gè)特點(diǎn)至關(guān)重要。例如,在100HzpWM調(diào)光頻率和1MHz開(kāi)關(guān)頻率時(shí),LT3744能夠?qū)崿F(xiàn)1250:1pWM調(diào)光,還可以與20:1模擬調(diào)光相結(jié)合,以使總體調(diào)光范圍擴(kuò)大到25000:1。
圖1顯示了當(dāng)模擬控制輸入為0V時(shí),隨溫度變化LT3744失調(diào)電壓的生產(chǎn)一致性,在這里,典型器件數(shù)量為380個(gè)。憑借誤差放大器的低失調(diào),控制環(huán)路在1/20標(biāo)度模擬調(diào)光時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)±10%的典型準(zhǔn)確度。圖2顯示了當(dāng)控制輸入等于1.5V時(shí),穩(wěn)定電壓在多個(gè)LED電流檢測(cè)引腳上的分布。滿標(biāo)度范圍的準(zhǔn)確度好于±3%,這相當(dāng)于在60mV滿標(biāo)度調(diào)節(jié)電壓時(shí)準(zhǔn)確度為±1.8mV。
圖1:VCTRL=0V時(shí),LT3744中的LED電流調(diào)節(jié)放大器之典型失調(diào)電壓為±300V
NUMBEROFUNITS:器件數(shù)量
380TYpICALUNITS:典型情況為380個(gè)器件
REGULATEDVLED_ISpVLED_ISNVOLTAGE:穩(wěn)定的VLED_ISpVLED_ISN電壓
圖2:在滿標(biāo)度電流和VCTRL=1.5V時(shí),LED電流調(diào)節(jié)環(huán)路的典型準(zhǔn)確度為±1.7%。
無(wú)閃爍性能
衡量LED驅(qū)動(dòng)器性能的最重要指標(biāo)之一是LED電流在pWM調(diào)光時(shí)的恢復(fù)速度。在pWM接通信號(hào)上升沿之后的頭幾個(gè)開(kāi)關(guān)周期中,驅(qū)動(dòng)器的表現(xiàn)對(duì)最終產(chǎn)品的質(zhì)量有很大影響。LT3744采用專有pWM、補(bǔ)償和時(shí)鐘同步技術(shù),提供無(wú)閃爍性能,甚至在驅(qū)動(dòng)LED至20A電流時(shí)也是如此。
圖3顯示了用12V電源向紅光LED提供20A電流時(shí),在5分鐘時(shí)間內(nèi)LED電流的恢復(fù)情況。開(kāi)關(guān)頻率為550kHz,電感器為1H,pWM調(diào)光頻率為100Hz,接通時(shí)間為10s(1000:1調(diào)光比)。圖中顯示了大約3萬(wàn)個(gè)調(diào)光周期,在開(kāi)關(guān)波形中無(wú)抖動(dòng),每個(gè)恢復(fù)開(kāi)關(guān)周期都是相同的。
圖3:LT3744提供無(wú)閃爍LED調(diào)光
10V/DIV:每格10V
5-MINUTEpERSISTENCE:持續(xù)5分鐘
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