大電流/高速 LED 驅動器給 PWM 調光帶來了突破性的改革

從 DLP 投影機中的大電流 LED 到大功率激光二極管，在很多照明應用中，都采用了能產生穩(wěn)定的大電流脈沖功率驅動器，例如：在高端視頻投影機中，大功率 LED 用來產生彩色照明。在這類投影機中，RGB LED 需要精確的調光控制，以實現準確的色彩混合，在這種情況下，可能需要提供比簡單的 PWM 調光更強的控制能力。一般情況下，為了實現色彩混合所需要的寬動態(tài)范圍，LED 驅動器必須能在兩種完全不同的穩(wěn)定峰值電流狀態(tài)之間快速切換，并同時進行 PWM 調光，而且不會造成任何問題。LT3743 能滿足這些苛刻的準確度和速度要求。

LT3743 是一種同步降壓型 DC/DC 控制器，它采用固定頻率、平均電流模式控制方式，通過一個與電感器串聯(lián)的檢測電阻器準確地調節(jié)電感器電流。在 0V 至(V_IN – 2V) 的輸出電壓范圍內，LT3743 以 ±6% 的準確度調節(jié)任何負載的電流。

通過將準確的模擬調光 (高和低狀態(tài)) 和 PWM 調光相結合，LT3743 實現了精確、寬范圍的 LED 電流控制。模擬調光通過 CTRL_L、CTRL_H 和 CTRL_T 引腳控制；PWM 調光則通過 PWM 和 CTRL_SEL 引腳控制。LT3743 獨特地采用了外部開關型負載電容器，因此能實現高和低模擬狀態(tài)的快速轉換，從而允許 LT3743 在幾微秒的時間內改變穩(wěn)定的 LED 電流值。開關頻率可以利用一個外部電阻器在 200kHz 至 1MHz 范圍內設定，而且可同步至一個 300kHz 至 1MHz 的外部時鐘。

在傳統(tǒng)的穩(wěn)流器中，負載兩端的電壓存儲在輸出電容器中。如果負載電流突然變化，那么輸出電容器中的電壓必須充電或放電，以匹配新的穩(wěn)定電流。轉換時，對負載中的電流控制欠佳，從而導致了緩慢的負載電流響應時間。

LT3743用一種獨特的開關型輸出電容器拓撲解決了這個問題，該拓撲實現了超快的負載電流上升和下降時間。這種拓撲的基本理念是，LT3743 充當穩(wěn)定電流源，驅動負載。就給定電流而言，負載兩端的壓降存儲在第一個開關型輸出電容器中。當需要不同的穩(wěn)定電流狀態(tài)時，第一個輸出電容器就關斷，而第二個電容器則接通。這使每個電容器都能存儲與想要的穩(wěn)定電流相對應的負載壓降。

圖 1 顯示了具有各種控制引腳的基本拓撲。PWM 和 CTRL_SEL 引腳是數字控制引腳，決定穩(wěn)定電流的狀態(tài)。CTRL_H 和 CTRL_L 引腳是模擬輸入，具有 0V 至 1.5V 的滿標度范圍，可在電流檢測電阻器兩端產生 0mV 至 50mV 的穩(wěn)定電壓。