钜大LARGE | 点击量:1242次 | 2020年02月12日
基于微型投影仪或智能手机投影仪的完整 RGB LED 解决方案
快速发展的LED照明应用正在取代几乎所有传统形式的照明应用。随着这种转型的加速,LED驱动器的功率需求也提高了,如果不牺牲效率,那么电流越大,保持电流检测准确度就越难。LED驱动器必须保持电流检测准确度,同时快速向多个独立的LED负载提供电流,并能够并联连接和准确均流。
有些高功率LED具有独特的机械和电气考虑,其正极电连接至导热的后饰片。在采用降压稳压器配置的传统LED驱动器中,热管理是通过冷却底盘来实现的,至后饰片的正极连接线会产生一个机电设计难题。后饰片必须具有至散热器的良好导热性,但也必须与之保持电隔离(如果后饰片上的电压与底盘不同)。由于LED制造商改变生产工艺或封装是很困难的,因此LED驱动器本身必须迎接该设计挑战。
一种选项是使用四开关正降压-升压型LED驱动器,但是额外的开关MOSFET增加了系统复杂性和成本。负输出降压-升压型拓扑仅采用一组开关功率MOSFET,且允许正极与散热器直接(电)连接,从而免除了在散热器上增设电隔离器的需要,并简化了系统的机械设计。
为了满足高性能要求,LT3744可配置为同步降压型或负输出降压-升压型控制器,以超过20A的连续电流驱动LED负载。LT3744的电源输入可以接受3.3V至36V电压。作为降压型转换器使用时,该器件在0V直至电源电压范围内调节LED电流。作为负输出降压-升压型转换器使用时,LT3744可在0V直至20V的输出电压范围内准确地调节LED电流。
在满标度范围内,模拟电流调节准确度为3%,甚至在1/20标度时,准确度也好于±30%。LT3744有3个独立的模拟和数字控制输入以及3个补偿及栅极驱动输出,适合多种LED配置。通过分离电感器电流检测和LED电流检测,LT3744可配置为降压型或负输出降压-升压型控制器。为了便于系统设计,所有输入信号都以电路板地(SGND,信号地)为基准,从而无需复杂的分立式电平转换器。
在负输出降压-升压型配置中,LED的总体正向电压可以高于输入电源电压,从而允许用低压电源驱动高压LED串。当出于pCB功率密度考虑,需要分散组件功耗时,LT3744还可以方便地并联,以驱动很大的LED脉冲负载电流或DC负载电流。
高准确度电流检测
LT3744采用一个高准确度电流调节误差放大器,可实现总电流控制范围的1/20之准确模拟调光。在总体数字pWM调光范围有限的应用中,或者在需要非常大的调光范围的应用中,这个特点至关重要。例如,在100HzpWM调光频率和1MHz开关频率时,LT3744能够实现1250:1pWM调光,还可以与20:1模拟调光相结合,以使总体调光范围扩大到25000:1。
图1显示了当模拟控制输入为0V时,随温度变化LT3744失调电压的生产一致性,在这里,典型器件数量为380个。凭借误差放大器的低失调,控制环路在1/20标度模拟调光时,能够实现±10%的典型准确度。图2显示了当控制输入等于1.5V时,稳定电压在多个LED电流检测引脚上的分布。满标度范围的准确度好于±3%,这相当于在60mV满标度调节电压时准确度为±1.8mV。
图1:VCTRL=0V时,LT3744中的LED电流调节放大器之典型失调电压为±300V
NUMBEROFUNITS:器件数量
380TYpICALUNITS:典型情况为380个器件
REGULATEDVLED_ISpVLED_ISNVOLTAGE:稳定的VLED_ISpVLED_ISN电压
图2:在满标度电流和VCTRL=1.5V时,LED电流调节环路的典型准确度为±1.7%。
无闪烁性能
衡量LED驱动器性能的最重要指标之一是LED电流在pWM调光时的恢复速度。在pWM接通信号上升沿之后的头几个开关周期中,驱动器的表现对最终产品的质量有很大影响。LT3744采用专有pWM、补偿和时钟同步技术,提供无闪烁性能,甚至在驱动LED至20A电流时也是如此。
图3显示了用12V电源向红光LED提供20A电流时,在5分钟时间内LED电流的恢复情况。开关频率为550kHz,电感器为1H,pWM调光频率为100Hz,接通时间为10s(1000:1调光比)。图中显示了大约3万个调光周期,在开关波形中无抖动,每个恢复开关周期都是相同的。
图3:LT3744提供无闪烁LED调光
10V/DIV:每格10V
5-MINUTEpERSISTENCE:持续5分钟
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