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先升压后降压 LED 驱动器使用广大的输入电压完成宽 PWM 调光规模

多通道LED驱动器主要是为采用单个IC来给多个LED或多个LED灯串(这些灯串有时具有不同的色彩或长度)供电而设计的。然而,此类驱动器包括了诸多的特性,可实现其他引人注目的用途。例如,LT3797三通

多通道 LED 驱动器主要是为选用单个 IC 来给多个LED或多个 LED 灯串 (这些灯串有时具有不同的颜色或长度) 供电而规划的。但是,此类驱动器包含了许多的特性,可完成其他有目共睹的用处。例如,LT3797 三通道 LED 驱动器就可以通过装备以供给 “先升压后降压” (boost-then-buck) 的才能,其间一个通道被装备为升压预调理器,而另两个通道则被装备为降压形式 LED 驱动器。

当输入电压源具有很宽的改变规模并且会高于和低于 LED 灯串的额外电压时,人们一般选用一种降压-升压或 SEPIC 拓扑。与单纯降压或单纯升压的稳压器比较,这些拓扑具有一些缺陷,即:比较于单纯降压的转换器,其功率和带宽较低 (PWM 调光才能下降);而与单纯升压的稳压器比较则是功率较低和传导 EMI 较高。

防止此类问题的办法之一是运用一个电压预调理器对宽规模的输入进行升压,并将之用作一个单纯降压 LED 驱动器的输入。这种做法的长处是可施行升压和降压并具有高 PWM 调光带宽和较低的传导 EMI。由于 LT3797 具有三个可用于电压调理或 LED 驱动的通道,因而一个通道可用来把输入电压进步至一个较高的电压,该电压随后可用于给两个选用另两个通道构成的高带宽降压形式 LED 驱动器供电。

图 1:LT3797 三路输出 LED 驱动器被装备为 3 x 50V 1A 升压 LED 驱动器

选用降压 LED 驱动器可完成比选用升压形式驱动器时更高的 PWM 调光比。为了在选用一个宽规模输入的状况下完成高的 LED 调光比,可运用一个预调理器将低输入电压进步至一个中心电压。这个通过升压的中心输出充任降压形式 LED 驱动器的输入。图 2 示出了选用单个 LT3797 完成的先升压后降压计划。

图 2:具 1000:1 PWM 调光比的 LT3797 双输出先升压后降压 LED 驱动器

三路输出 LED 驱动器 (多拓扑、高功率)

LT3797 是一款三路输出 LED 驱动器操控器 IC,其可用于以多种拓扑 (包含升压、降压、降压-升压和 SEPIC) 为三个 LED 灯串供给电流。每个通道的运作独立于其他的通道,但它们共用时钟相位。LED 电流、开路 LED 维护、仿照和 PWM 调光操控功用电路可以独自地进行操控。

当 LED 灯串未回接至 GND 时,高压侧反应引脚 FBH 可在降压形式和降压-升压形式中均供给了通用的过压维护,然后免除了增设一个电平移位反应晶体管的需求。2.5V 至 40V 的 VIN 规模和 100V 的输出规模使 LED 驱动器具有了高电压和高供电才能。其可用于轿车和工业运用以及电池供电型设备。

图 1 示出了一款功率达 93% 的三路输出升压型 LED 驱动器,其选用一个轿车输入为三个 50W (50V、1A) LED 灯串供电。该器材具有 250:1 PWM 调光比 (在 120Hz) 和短路维护功用。一个内部降压-升压 INTVCC 电源可向电源开关运送 7.8V 的极充电电压 (即便当 VIN 降到低至 2.5V 时也不破例),然后使之成为一款具有非常宽输入规模的转换器。

图 3:从 50% (500mA) 至 100% (1A) 全标度电流的仿照调光瞬变显现出了降压形式的高带宽 (即便当升压级以其自己的惯例速度康复时也不破例)。

双输出先升压后降压形式 LED 驱动器

最高的 PWM 调光比可运用降压 LED 驱动器 (其供给了最高的作业带宽) 来完成。为了选用宽规模轿车输入电压来完成高的 LED 调光比,有必要首要选用一个预调理器进步轿车电压。通过进步的输出电压随后可作为降压形式 LED 驱动器的输入。图 2 示出了怎样运用单个 IC 做到这一点,其运用的办法是将 LT3797 的一个通道用作升压预调理器,而将它的另两个通道用作降压形式 LED 驱动器。

与增设独自的升压 IC 作为预调理器比较,这种单 IC 计划的长处除了可削减组件数目和本钱之外,还在于升压型稳压器的 PWM 引脚可用于在 PWM 封闭时间里制止履行开关操作和冻住操控环路的状况。这使得升压转换器可以快速康复至其从前的 PWM 接通状况,并且其输出不会在降压形式 LED 驱动器从头接通时呈现骤降。假设升压稳压器的PWM 在 PWM 封闭时间里未关断,或选用一个独自的升压 IC,则升压转换器的带宽会约束最大 PWM 调光比。

与额外标准类似的降压-升压型稳压器比较,先升压后降压形式驱动器的一个额外优点是其传导 EMI 有所下降。升压转换器由于与输入相串联的主电感器位置之原因,其在 AM 频段周围的传导 EMI 一般低于降压转换器。在先升压后降压计划中电感器与输入相串联,而不是在降压级和升压级之间布设单个降压-升压电感器。尽管根本的降压-升压拓扑仅需单个电感器,但在高功率 LED 驱动器运用中常常需求运用第二个输入滤波电感器以下降传导 EMI。

图 2 中所示的 LT3797 双输出先升压后降压 LED 驱动器直接选用一个轿车输入来给两个 35W (35V、1A) LED 灯串供电。其在 120Hz 频率下具有 1000:1 的 PWM 调光比。别的,它还具有短路维护和 LED 开路维护功用。一切 3 个 PWM 调光输入引脚都衔接至同一个 PWM 调光输入,以最大极限地进步 PWM 调光比并在 PWM 封闭时冻住一切 3 个通道的操控环路状况。升压通道的输出为安稳的 50V。较高的升压输出电压将产生乃至更高的 PWM 调光比,但价值是需求运用额外电压较高的功率组件和功率有所下降。两个降压形式 LED 驱动器通道选用 50V 输入对两个 1A、35V LED 灯串进行高效供电。全体转换器功率为 87%。

高的 PWM 调光比

如上所述,降压和降压形式 LED 驱动器可供给高于升压拓扑驱动器 (包含降压-升压和 SEPIC 转换器) 的带宽,因而有或许完成较高的 PWM 调光比。与升压拓扑不同,降压拓扑在占空比添加时将持续向输出端运送更多的电能,而前者的输出则在占空比添加时时间短地接纳较少的电能以进步瞬变期间的电感器电流。为此,在较高的带宽条件下降压转换器的操控环路可得以优化 (与升压转换器分隔)。

图 4:双路输出先升压后降压形式 LED 驱动器 PWM 调光波形。在 120Hz 频率下可完成 1000:1 的调光比。

此外,在 PWM 调光期间,在每个周期的起点,降压稳压器中的电感器电流不用非得像在升压稳压器中那样进行那么大幅度的斜坡上升,由于其电流近似等于 (而不是高于) LED 电流。这使得降压转换器在瞬态响应和 PWM 调光比方面均优于升压转换器。只需升压预调理器在瞬变期间不失掉其输出充电电压,那么先升压后降压形式转换器就可以仿照降压转换器的高带宽。

短路和开路 LED 维护

图 1 和图 2 中示出的 LT3797 LED 驱动器具有很强的抗短路功能。高压侧 PMOS 断接不只用于 PWM 调光,并且也用于短路维护 (当一个 LED+ 端子短接至地)。共同的内部电路可督查输出电流过高的状况,随之关断该通道上的断接 PMOS 并陈述毛病。相同,假设一个 LED 灯串被移除或产生开路,则 IC 将约束该通道上的最大输出电压并陈述毛病。

定论

LT3797 是一款 2.5V 至 40V 输入和高达 100V 输出的三通道 LED 驱动器,其可在多种拓扑中运用。当需求进行升压和降压时,关于 1000:1 或更高的最高 PWM 调光比,该器材的一个通道可用作升压预调理器,而另两个通道则用作降压形式 LED 驱动器。在一切的拓扑中均供给了短路维护,然后使得该 %&&&&&% 成为一款巩固和强壮的解决计划,适合在很多的运用中驱动 LED。

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