高亮度LED应用为LED驱动器集成电路带来新的机会和挑战

时间：05-01 来源：电子系统设计点击：

图3：采用 LT3755 的 50W 前灯电路。

大多数前灯应用需要约 50W LED 电流。LT3755 设计成服务于这种类型的应用。它可以将汽车总线电压（标称值为 12V）提高到 60V，以驱动多达 14 个串联连接的 1A LED，如图 3 所示。

图 4：图 3 所示 LT3755 电路的效率。

图 4 说明，LT3755 的效率可高达 93%。这一点是非常重要，因为这消除了所有电源组件的散热需求，从而可组成一个占板面积非常紧凑的解决方案。尽管图 3 所示电路是一种升压型拓扑，但是 LT3755 独特的高压侧电流检测设计使其能够根据应用的具体要求，配置为升压模式、降压模式、降压-升压模式或反激式拓扑。

LT3755 用稳定的内部 7V 电源驱动外部低端 N 沟道 MOSFET。固定频率、电流模式架构允许在宽电源和输出电压范围内稳定和准确地工作。LT3755 提供一个恒定电流源，这对 LED 驱动器集成电路在输入电压不稳定时实现恒定 LED 亮度非常重要，而且在汽车应用中尤其重要，因为在冷车发动和负载突降等情况下遭遇瞬态后，输入电压可能有极大的摆动。LT3755 的最高输入电压为 40V，使其能够在主汽车总线遭遇 40V 瞬态时稳定 LED 电流和电压，40V 瞬态在负载突降情况下是常见的。

以地为基准的电压反馈引脚用作很多 LED 保护电路的输入，如 LED 开路保护，而且还使转换器有可能用作恒定电压源。频率调节引脚允许用户在 100kHz 至 1MHz 范围内对频率编程，以优化效率和性能，同时最大限度减小外部组件尺寸。如果需要外部同步，LT3755-1 版本在 100kHz 至 1MHz 的整个频率范围内还可以同步至外部时钟。

LT3755 的真彩 PWM 调光实现了高达 3000:1 的调光比，调光时所发光的颜色没有改变，从而能够持续调节 LED 前灯，以适应多种环境条件。因为大电流 LED 驱动器是电流模式稳压器，因此它们不直接调制电源开关的占空比，而是由反馈环路控制每个周期的开关峰值电流。与电压模式控制相比，电流模式控制改进了环路动态特性，并实现了逐周期限流。

两个 LED 应用

如图 2 所示，很多嵌入式大电流 LED 应用都由单个或两个大电流（ILED 从 1A 至 1.5A）LED 组成。这类应用包括内部照明，如顶灯、地图灯、后备箱照明，还包括外部照明，如门槛或"水坑"灯。视应用的不同，可能采用彩色 LED 用于仪表板照明，或白光 LED 用于一般照明。因为这类 LED 一般具有 3V 至 4V 的正向电压，并用 12V 至 14V 的汽车总线供电，所以需要降压型稳压器。LT3475 双路降压型 LED 驱动器非常适用于这类应用。

LT3475 是一个双路 36V、2MHz 降压型 DC/DC 转换器，用作双路恒定电流 LED 驱动器（参见图 3）。每个通道都有内部检测电阻和调光控制，非常适用于驱动需要高达 1.5A 电流的 LED。两个通道以 180o 的相位差开关，从而降低了两个通道的输出纹波。在 50mA 至 1.5A 的宽电流范围内，每个通道都独立保持高输出电流准确度，同时独特的 True Color PWMTM 电路实现 3000:1 的调光范围，而且没有通常与 LED 电流调光相关的颜色改变。LT3475 具有 4V 至 36V（瞬态高达 40V）的宽输入电压范围，非常适应汽车电源系统。其开关频率可以在 200kHz 至 2MHz 的范围内设定，从而允许使用纤巧的电感器和陶瓷电容器，同时保持开关噪声在调幅收音机频段之外。该器件采用耐热增强型 TSSOP-20 封装，为驱动大电流 LED 提供了一个非常紧凑的解决方案。

LT3475 采用高压侧检测方式，实现了接地的 LED 阴极连接，因此在大多数应用中无需接地线。它的每个通道还具有集成的升压二极管，进一步减少了解决方案占板面积和成本。其它特点包括 LED 开路和短路保护。

图 5：LT3475 双路 1.5A 降压型 LED 驱动器原理图和有关的效率曲线。

结论

在当前和未来的汽车中，LED 照明应用将前所未有地加速增长，这已经导致对大电流 LED 汽车应用中的 LED 驱动器集成电路产生了很多非常具体的性能要求。这些应用从前灯到内部照明，种类很多。另外，在汽车市场之外的大量商用和工业环境中也有很多 LED 应用，汽车应用中的大多数高性能要求在这些应用中也需要。这些 LED 驱动器必须提供恒定电流，以在输入电压或 LED 正向电压变化时保持一致的亮度，而且必须以高效率工作。它们还必须能够承受汽车电源总线严酷的电气特性。这些应用还要求非常紧凑的、高热效率解决方案。照明系统设计师现在有了一个非常方便的 LED 驱动器来源，可以进行具有挑战性的照明设计了。

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