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省电、高亮度LED需要高性能LED驱动器

时间:08-16 来源: 点击:

1MHz 之间设定频率,因此设计师们可以优化效率,同时最大限度地减小外部组件尺寸。加之 4mm x 5mm QFN 或耐热增强型 TSSOP-28 封装,LT3743 能提供一个非常紧凑的大功率 LED 驱动器解决方案。

LT3743 有 PWM 和 CTRL_SELECT 调光 (参见图 1),在 3 种 LED 电流值上提供 3000:1 的调光能力,从而使该器件非常适合诸如 DLP 投影仪中所需的那类颜色混合应用。类似地,LT3743 独特的拓扑使它能够用不到 2us 的时间在两个稳定的 LED 电流值之间转换,从而在 RGB 应用中实现了更准确的颜色混合。可保持 +6% 的 LED 电流准确度,以确保 LED 发出最准确的光度。其它特点包括输出电压调节、LED 开路保护、过流保护和热降额电路。

图 1:具 3 态电流控制的 LT3743 LED 驱动器

92% Efficient 20A LED Driver:效率为 92% 的 20A LED 驱动器
20A MAXIMUM:最大值为 20A


高效率工作

在驱动要求驱动电流高达 20A 的 LED 时,转换效率至关重要。首先,为了保持 LED 在提供光时的高效率,IC 驱动器还必须提供高效率,以最大限度地减少以热量形式浪费的能源。其次,很多应用 (诸如 DLP 投影仪和建筑照明) 都需要占板面积非常紧凑的解决方案。结果,LED 驱动器 IC 不应该需要任何附加的散热措施来消散浪费的功率。在 DLP 应用中,这使设计师们能够无需冷却风扇,并消除与风扇有关的可听噪声。因为 DLP 投影仪用 RGB LED 来准确地混合颜色,以相对低的占空比 (平均约 30%) 运行每个 LED,所以当务之急是保持高效率,甚至在这种相对低的占空比时也一样。LT3743 运用一种独特的设计,这种设计面向 CTRL_L 和 CTRL_H 电流电路采用同步整流和外部切换的负载电容器,从而为最常需要的占空比提供高于 90% 的效率。图 2 显示 LT3743 的效率怎样随着占空比变化,同时用 2A 至 20A 的电流驱动一个绿光 LED。其它工业应用,诸如激光二极管驱动器,在脉冲应用中也需要这样的高效率。

 

图 2:LT3743 的效率与占空比

Efficiency (Stepping from 2A to 20A): 效率 (从 2A 步进到 20A)
GREEN LED:绿光 LED
EFFICIENCY:效率
DIMMING DUTY CYCLE:调光占空比


三态电流控制

LT3743 运用一种独特的设计,该设计可实现三态电流控制,面向每一个电流值都具有 3000:1 的调光比。图 3 显示了这些不同的电流值是怎样控制的。首先,当 PWM 信号变高时,它将 LED 电流设置为从零到由 CTRL_L 设定的电流值,在这个例子中,ILED = 2A。然后,当 CTRL_SEL 引脚变高时,ILED = 20A。所有这些电流值都保持 ±6% 的准确度,从而确保一致的亮度。相反,当 CRTL_SEL 变低时,ILED 返回到 2A,而当 PWM 信号变低时,ILED 进入关断状态。LT3743 单独的 CTRL_L 和 CTRL_H 控制环路使这些电流值能够以约 2us 的时间非常快地转换,同时保持非常高的效率。

这种三态电流控制实现了高端 DLP 投影仪应用,这类应用利用 RGB LED 提供前所未有的颜色准确度和动态范围。图 4 显示,与两态控制相比,三态电流控制是如何提供更高性能。传统上,两态控制视相对占空比的不同而有所变化,或者完全接通、或者彻底断开每一个 RGB LED,以确定颜色。这使投影颜色准确度完全取决于单个 LED 的颜色准确度,而 LED 的颜色准确度可能有相当大的变化。不过,因为高端 DLP 投影仪需要最高质量的图像和彩色再现,所以需要一种新的方法来实现这样的高质量。也就是说,要实现最高的颜色准确度,单个 LED 中的变化必须通过与其它两个彩光 LED 混合来校正,以提供最准确的颜色。例如,当红光 LED 以满电流接通时,蓝光和绿光 LED 以较低的电流值接通,这样它们就可以混合,以产生最准确的红色。PWM 和 CRTL_S 引脚上 3000:1 的调光能力进一步扩大了混合颜色的动态范围。这种颜色混合的相互作用方式可以在图 4 中看到。

 
图 3:三态 LED 电流控制

LED Current Waveforms:LED 电流波形
(3000:1) 0A to 2A to 20A:(3000:1) 0A 至 2A 至 20A
10A/div:每格 10A
10us/div:每格 10us

         
典型的交错 RGB 系统                 高性能交错 RGB 系统

 

图 4:两电流颜色混合与三态颜色混合

High Current Level:大电流值
LED"Off":LED "断开"
Only 2 LED Current Levels; "ON" or "OFF":仅两个 LED 电流值:"接通"或"断开"
Low Level Current for Optimizing Color:小电流用于优化颜色
Sometimes LED is "OFF":有时 LED 是"断开"的

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