利用高調光比LED驅動器設計大功率照明方案

LED照明解決方案廣受歡迎的原因之一，是LED能通過簡單的電流控制來獲得很寬的調光范圍，比如汽車儀表盤和飛機駕駛員座艙等環境照度可能非常低的應用場合就需要非常寬的PWM調光范圍。凌力爾特公司的LT3478和LT3478-1是單芯片升壓型DC/DC轉換器，能在很寬的可設置范圍內利用恒定電流來驅動高亮度LED。除了可選的10:1模擬調光范圍之外，LT3478和LT3478-1還具有3000:1的PWM調光范圍，可以保持LED的色彩。

LT3478和LT3478-1的易用性很好，并具有旨在優化性能、可靠性、外形尺寸和總成本的可編程功能。這些器件可工作在升壓、降壓和降升壓型LED驅動器拓撲結構中。它們所能提供的LED電流大小取決于拓撲結構，最高可達4A。LT3478和LT3478-1是大功率LED應用(包括汽車和航空電子照明)的理想選擇，它們采用16引腳耐熱增強型TSSOP封裝，具有E級或I級溫度額定值。

圖1：面向汽車TFT LED背光應用的升壓型LED驅動電路。

LT3478和LT3478-1的工作原理與傳統的電流式升壓型轉換器相似，但它們采用LED電流(而不是輸出電壓)作為控制環路的主反饋源。圖2給出了各部分的主要功能。這兩款器件均采用高壓側LED電流檢測，以便可以工作在降壓和降升壓模式。LT3478-1通過集成電流檢測電阻器來節省空間和成本，并將最大LED電流限制為1.05A。LT3478采用外部檢測電阻器，允許最大可編程LED電流為4A。

圖2：LT3478和LT3478-1功能框圖。

設置最大LED電流

調光的電流控制是一個重要的特性，但避免LED過驅動(超過其最大額定電流)也同樣很重要。LT3478和LT3478-1使設置最大電流以及根據溫度降低最大電流變得非常容易。

圖3：用來設置最大LED電流的電路連接圖。

LT3478和LT3478-1利用CTRL1引腳電壓來控制最大LED電流，除非器件被設置為根據溫度降低最大LED電流(利用CTRL2引腳來完成)。可以利用從VREF(見圖3)或外部電壓電源引出的簡單電阻分壓器來設置CTRL1引腳電壓，也可以直接將CTRL1連接至VREF引腳，以提供最大電流。圖4給出了LED電流與CTRL1引腳電壓的關系曲線。

圖4：LED電流與CTRL1引腳電壓的關系曲線。

根據溫度降低最大LED電流

為確保最佳的可靠性，LED制造商規定了最大容許LED電流與溫度的關系曲線(圖5)。如果不根據溫度調節最大LED電流，可能對LED造成永久損壞。

圖5：LED電流下降曲線與環境溫度的關系。

圖6：設置LED電流降額曲線與溫度的關系。

LT3478和LT3478-1通過CTRL2引腳來降低電流。如圖6所示，只需通過一個與溫度有關的電阻分壓器把CTRL2引腳連接至VREF即可。當溫度上升時，CTRL2引腳電壓下降，當CTRL2引腳電壓降至低于CTRL1引腳電壓時，則由CTRL2引腳電壓設置最大LED電流(圖7)。

LED電流開始下降時的溫度以及電流下降的快慢由所采用的電阻網絡/阻值來選擇。表1列出了NTC電阻器制造商村田電子、TDK和Digi-Key的網站信息。Murata Electronics(村田電子)公司特別提供了一個用于選擇所需的電阻器組合形式(如圖6所示)的在線仿真程序，其中包括一份說明NTC電阻器規格的產品目錄。圖5給出了LT3478-1編程LED電流下降與溫度關系曲線的一個實例，采用的是圖6所示的可選方案C，其中：R4=19.3k、RY=3.01k、RNTC=22k(NCP15XW223J0SRC)。有關如何通過手工計算來確定這些數值的更加詳盡的描述，請查閱LT3478和LT3478-1的數據表。

表1：NTC電阻器制造商/分銷商。

圖7：CTRL1和CTRL2引腳電壓與溫度的關系曲線。

模擬調光

許多LED應用都需要進行準確的亮度控制。可以簡單地通過減小LED電流來降低LED亮度，這種方法被稱為模擬調光，但減小LED的工作電流會改變LED的色彩。LT3478和LT3478-1可以通過把CTRL1引腳電壓從1V降至0.1V來實現10:1調光。如果色彩保持特性很重要，PWM調光是一種更好的可選方案。