新型PWM控制器简化大功率LED设计

作者： 凌特公司产品市场经理 Tony ARMstrong

背景

高亮度（HB）和超高亮度 LED 通常充当 LCD TFT 背光，应用在高档电视、工业照明和投影仪中。另一个广泛应用的领域是许多轿车和卡车的仪表盘背光、内部照明和刹车灯。高级轿车制造商越来越多地采用固态 LED 照明的最新技术，通过这些更轻巧、更小型、更耐用的内部和外部照明器件来增加其 2007-2008 年新型汽车的美感。相对诸如 HID（高密度放电）和卤素等用于顶灯的灯泡，及其他用于内部照明的白光灯泡，在众多的优势之外，LED 还具有更低的长期成本和更长的使用寿命。

在高电流情况下驱动 LED 要求有一个 DC/DC 控制器，以精确地调整电流，确保一致的光密度和颜色的统一性，并保护 LED。此外，一个巨大的挑战是利用电池电压为一或几串 LED 供电，电池电压可以小于、等于或大于其负载电压。另一个考虑是要有效地对大调光比率的 LED 进行调光，同时维持其在低和高亮度水平上的色彩特性。此外，DC/DC 驱动器的有效运行是一个关键因素，特别是在驱动高亮度 LED 时，因为所有没有用来照明的功率将成为热损耗。

凌特公司新型的 LTC3783 是一款电流模式多拓扑结构转换器，具有恒流 PWM 调光功能，可驱动大功率 LED 串和群集。专有技术可提供极其快速、真实 PWM 的负载切换，而没有瞬态欠压或过压问题：可以数字化地实现 3000:1 的调光范围（在 100Hz 条件下），利用 True Color PWM调光保证白色和 RGB LED 颜色的一致。LTC3783 可使用模拟控制实现额外的100:1 调光比率。这是一个重要的标准，因为人的眼睛对环境光细小的变化都非常敏感。这个通用的控制器可以用作升压、降压、降压-升压、SEPIC 或反激转换器，以及作为恒流/恒压调节器。无电感器（No RSENSE）的运行可使用一个 MOSFET 导通电阻，以省去电流感测电阻和提高效率。LTC3783 的应用包括高压 LED 阵列 和 LED 背光照明，以及电信、汽车、工业控制系统中的稳压器。

图 1 为一个采用升压配置的典型 LTC3783 电路图，可用来驱动一串大功率 LED。其主要性能特点在 1-5 中有所说明。



LTC3783 性能和优势

* 大电流: 提供大电流（1.5A），LTC3783 可驱动一个外置 N 沟道 MOSFET，为高亮度和超高亮度 LED 提供电源。

* 高电压：依据外置电源组件的不同选择，LTC3783 的 3V 至 36V 输入运行和输出电压可以扩展，可轻松驱动 LED 串（串联系列）或 LED 群集（串联 + 并联）。

* 保护：该 IC集成了必要的精确电流和输出电压调节，以保护高亮度 LED。其他保护包括过压、过流和软启动等。

* 调光：通过 True Color PWM 3000:1 数字调光，可在宽调光比率下保持 LED 的恒定颜色。另外，LTC3783 还具有其他模拟100:1 的调光功能。

* 调光功能在高亮度 LED 应用中有三个用途：

1)    调节 LED 的亮度

2)    当 LED 太热时，通过调光来保护 LED

3)    通过独立调节红色、绿色、蓝色 LED 的亮度，创造多种颜色

* 多拓扑结构: LTC3783 可以根据许多 LED 安排设置成降压、升压、降压-升压或反激模式。利用一个集成电路就可以满足众多系统的要求，不受输入-输出电压比的限制。

结语

要可靠地驱动高亮度或超高亮度 LED 串或群集，驱动控制器必须具备精确的电流和电压调节、保护电路和调光能力。这些 LED 可用作大型 LCD TFT 背光，应用在汽车、笔记本电脑、电视和监视器、工业照明、投影仪、用于车内和车外照明等。这些系统可能需要 16V/5A 电源。

LTC3783 具有特殊的电路，使之成为众多拓扑结构中驱动 LED 的理想选择。LTC3783 的一个主要优势在于其简单的单电感器型降压-升压拓扑。此外，LTC3783 的数字 PWM 输入可以用数据方式调节 LED 的亮度。该集成电路还具有一个 PWM 控制器，可驱动第二个 MOSFET 进行亮度调节。


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