基于LED驅動器的新型調光方案詳解

在許多照明應用中，人們都采用了能夠產生已調大電流脈沖的功率驅動器，從DLP 投影機中的大電流 LED到高功率激光二極管等等。例如：在高端視頻投影機中，高功率 LED 用于產生彩色照明。這些投影機中的RGB LED 需要精準的調光控制以實現準確的彩色混合 ── 在該場合中，除了簡單的 PWM 調光以外，還能夠提供更多的控制功能。通常，為了實現彩色混合中所要求的寬動態范圍，LED 驅動器必須要能夠在兩種完全不同的已調峰值電流狀態之間快速切換，并疊加 PWM 調光而不造成任何損壞。LT3743 能夠滿足這些苛刻的準確度和速度要求。

　　LT3743 是一款同步降壓型 DC/DC 控制器，它運用固定頻率、平均電流模式控制，以通過一個與電感器相串聯的檢測電阻器準確地調節電感器電流。在一個 0V 至“低于輸入電壓軌 2V”的輸出電壓范圍內，LT3743 能夠以 ±6% 的準確度來調節任意負載中的電流。

　　通過把準確的模擬調光 （高光度狀態和低光度狀態） 與 PWM 調光組合起來，實現了精準、寬范圍的 LED 電流控制。模擬調光通過 CTRL_L、CTRL_H 和 CTRL_T 引腳來控制；PWM 調光則通過 PWM 和 CTRL_SEL 引腳來控制。通過采用在外部進行開關操作的負載電容器這種獨特的做法，LT3743 實現了高和低模擬狀態之間的快速變換，從而能夠在幾 μs 的時間內改變已調 LED 電流水平。開關頻率可以在 200kHz 至 1MHz 的范圍內進行設置 （通過采用一個外部電阻器） 和同步至一個頻率范圍為300kHz 至1MHz 的外部時鐘。

　　開關輸出電容器拓撲結構

　　在傳統的電流調節器中，負載兩端的電壓存儲于輸出電容器之中。如果負載電流突然改變，則輸出電容器中的電壓必須進行充電或放電以與新的已調電流相匹配。在轉換期間，負載中的電流未得到良好的控制，因而導致了緩慢的負載電流響應時間。

　　LT3743 通過采用一種獨特的開關輸出電容器拓撲結構解決了這一問題，該拓撲結構實現了超快的負載電流上升和下降時間。這種拓撲結構背后的基本概念是：LT3743 起一個已調電流源的作用，負責向負載提供驅動電流。對于某個給定的電流，負載兩端的電壓降存儲于第一個開關輸出電容器中。當需要一種不同的已調電流狀態時，將第一個輸出電容器關斷，并接通第二個電容器。這使得每個電容器能夠存儲與期望已調電流相對應的負載電壓降。

　　圖 1 示出了具有各種控制引腳的基本拓撲結構。PWM 和 CTRL_SEL 引腳為數字控制引腳，用于確定已調電流的狀態。CTRL_H 和 CTRL_L 引腳是具有一個 0V 至 1.5V 全標度范圍的模擬輸入，可在電流檢測電阻器兩端產生一個 0mV 至 50mV 的已調電壓。

　　圖 1：基本的開關電容器拓撲結構

　　圖 2 示出了對應于 PWM 和 CTRL_SEL 引腳各種不同狀態的定時波形。當 PWM 為低電平時，所有的開關操作將被終止，而且兩個輸出電容器均與負載斷接。

　　圖2：LED 電流 PWM 和 CTRL_SEL 調光

　　盡管 LT3743 可以采用開關輸出電容器來配置，但它能夠很容易地適應任何傳統的模擬和/或 PWM 調光方案。