基于LED驅(qū)動器的新型調(diào)光方案詳解

　　寬PWM 占空比范圍內(nèi)的高效率

　　在便攜式 DLP 投影機(jī)中，功率耗散是一個極其重要的設(shè)計(jì)參數(shù)。與目前市面上銷售的許多并聯(lián)型大電流 LED 驅(qū)動器不同，LT3743 在一個寬 PWM 占空比范圍內(nèi)擁有卓越的效率。通過只把功率輸送至負(fù)載，而不是將功率旁路掉或者給輸出電容器充電，常見的傳統(tǒng) PWM 調(diào)光型驅(qū)動器中損失的大部分能量可以節(jié)省下來。圖 5 示出了當(dāng) VIN = 12V、并以 0A 至 20A 電流驅(qū)動一個綠光 LED 時，整個占空比范圍內(nèi)的效率變化情況。

　　圖5：12V、20A PWM 調(diào)光效率 （采用一個綠光LED）

　　停機(jī)和精準(zhǔn)啟用

　　當(dāng)輸送大負(fù)載電流時，執(zhí)行正確操作所需的電源欠壓閉鎖 （UVLO） 遲滯值在很大程度上取決于電路板布局。為了獲得最大的靈活性，LT3743 具有一個精準(zhǔn)的啟用門限，而且在 EN/UVLO 引腳電壓低于 1.55V 時將有一個 5.5μA 電流源流入該引腳。在輸入電源和地之間使用一個分壓器，即可給系統(tǒng)增加任意遲滯值。為了在便攜式應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)節(jié)能，當(dāng) EN/UVLO 引腳電壓低于 0.5V 時，LT3743 將被完全停用，且電源電流將減小至 1μA 以下。

　　LED 電流的熱降額

　　當(dāng)存在任何大電流負(fù)載時，對于保護(hù)昂貴的大電流 LED 和避免發(fā)生遍及整個系統(tǒng)的損壞而言，正確的熱管理是極為重要的。針對高和低控制電流，LT3743 采用 CTRL_T 引腳來減小負(fù)載中的有效已調(diào)電流。當(dāng) CTRL_T 引腳電壓低于 CTRL_L 或 CTRL_H 引腳上的控制電壓時，已調(diào)電流將被減小。溫度降額采用一個連接在 VREF 引腳和地之間的溫度相關(guān)電阻分壓器來設(shè)置。

　　輸出電壓保護(hù)

　　輸出電壓保護(hù)功能對于防止昂貴的投影機(jī) LED 受損是很重要的。LT3743 利用 FB 引腳來提供一個針對輸出的已調(diào)電壓點(diǎn)。出于簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的，LT3743 采用了一個內(nèi)部 1V 基準(zhǔn)，以在 FB 引腳電壓達(dá)到 900mV 時緩緩地減小已調(diào)電流。

強(qiáng)大的柵極驅(qū)動器

　　為了提供足夠的驅(qū)動能力并減少大電流功率 MOSFET 中的開關(guān)損失，LT3743 采用了非常強(qiáng)大的開關(guān)MOSFET 驅(qū)動器。LG 和 HG PMOS 上拉驅(qū)動器的接通電阻通常為 2.5Ω。LG 和 HG NMOS 下拉驅(qū)動器的接通電阻一般小于 1.3Ω。在接通電阻如此之低的情況下，對于超過 20A 的應(yīng)用，可以將兩個大電流 MOSFET 并聯(lián)起來使用。目前市面上的大多數(shù) LED 驅(qū)動器未提供調(diào)光 MOSFET 所需的足夠柵極驅(qū)動能力，因而需要增設(shè)一個外部柵極驅(qū)動器。LT3743 將之集成在 PWMGL 和 PWMGH 驅(qū)動器中，并具有一個典型接通電阻為 2Ω 的 NMOS 下拉驅(qū)動器和一個典型接通電阻為 3.7Ω 的 PMOS 上拉驅(qū)動器，以驅(qū)動任何 5V 調(diào)光 MOSFET。

　　傳統(tǒng)的 PWM 調(diào)光

　　LT3743 適應(yīng)任何傳統(tǒng)的 PWM 調(diào)光方法。同類競爭 LED 驅(qū)動器所采用的并聯(lián)輸出調(diào)光會造成能量的浪費(fèi)，而且在 LED 占空比低于約 50% 時效率欠佳。由于 LT3743 具有兩種電流調(diào)節(jié)水平，因此當(dāng)分路被占用時已調(diào)電流可下降至零。即使在低 LED 占空比條件下，這也能提供出色的效率。

　　圖 6 示出了一款配置有一個電流受限并聯(lián)輸出的 2A LED 驅(qū)動器。請注意：CTRL_L 引腳連接至地，PWMGL 引腳用于驅(qū)動并聯(lián) MOSFET，而CTRL_SEL 引腳則用于調(diào)光。在 CTRL_L 引腳接地的情況下，當(dāng) CTRL_SEL 引腳為低電平時，則分路被占用，而且電感器中的電流被調(diào)節(jié)于 0A。當(dāng) CTRL_SEL 引腳為高電平時，并聯(lián) MOSFET 被關(guān)斷，且已調(diào)電流由 CTRL_H 引腳上的電壓來確定。圖 7 示出了采用一個 12V 輸入時的電流受限并聯(lián) PWM 調(diào)光。

　　圖 6：具電流受限并聯(lián)輸出的 6V 至 36V 輸入、2A LED 驅(qū)動器