一种基于LT3743 LED驱动器的新型调光方案详解

宽PWM占空比范围内的高效率

在便携式DLP投影机中，功率耗散是一个极其重要的设计参数。与目前市面上销售的许多并联型大电流LED驱动器不同，LT3743在一个宽PWM占空比范围内拥有卓越的效率。通过只把功率输送至负载，而不是将功率旁路掉或者给输出电容器充电，常见的传统PWM调光型驱动器中损失的大部分能量可以节省下来。图5示出了当VIN = 12V、并以0A至20A电流驱动一个绿光LED时，整个占空比范围内的效率变化情况。

图5：12V、20A PWM调光效率（采用一个绿光LED）

停机和精准启用

当输送大负载电流时，执行正确操作所需的电源欠压闭锁（UVLO）迟滞值在很大程度上取决于电路板布局。为了获得最大的灵活性，LT3743具有一个精准的启用门限，而且在EN/UVLO引脚电压低于1.55V时将有一个5.5μA电流源流入该引脚。在输入电源和地之间使用一个分压器，即可给系统增加任意迟滞值。为了在便携式应用中实现节能，当EN/UVLO引脚电压低于0.5V时，LT3743将被完全停用，且电源电流将减小至1μA以下。

LED电流的热降额

当存在任何大电流负载时，对于保护昂贵的大电流LED和避免发生遍及整个系统的损坏而言，正确的热管理是极为重要的。针对高和低控制电流，LT3743采用CTRL_T引脚来减小负载中的有效已调电流。当CTRL_T引脚电压低于CTRL_L或CTRL_H引脚上的控制电压时，已调电流将被减小。温度降额采用一个连接在VREF引脚和地之间的温度相关电阻分压器来设置。

输出电压保护

输出电压保护功能对于防止昂贵的投影机LED受损是很重要的。LT3743利用FB引脚来提供一个针对输出的已调电压点。出于简化系统设计的目的，LT3743采用了一个内部1V基准，以在FB引脚电压达到900mV时缓缓地减小已调电流。

强大的栅极驱动器

为了提供足够的驱动能力并减少大电流功率MOSFET中的开关损失，LT3743采用了非常强大的开关MOSFET驱动器。LG和HG PMOS上拉驱动器的接通电阻通常为2.5Ω。LG和HG NMOS下拉驱动器的接通电阻一般小于1.3Ω。在接通电阻如此之低的情况下，对于超过20A的应用，可以将两个大电流MOSFET并联起来使用。目前市面上的大多数LED驱动器未提供调光MOSFET所需的足够栅极驱动能力，因而需要增设一个外部栅极驱动器。LT3743将之集成在PWMGL和PWMGH驱动器中，并具有一个典型接通电阻为2Ω的NMOS下拉驱动器和一个典型接通电阻为3.7Ω的PMOS上拉驱动器，以驱动任何5V调光MOSFET.

传统的PWM调光

LT3743适应任何传统的PWM调光方法。同类竞争LED驱动器所采用的并联输出调光会造成能量的浪费，而且在LED占空比低于约50%时效率欠佳。由于LT3743具有两种电流调节水平，因此当分路被占用时已调电流可下降至零。即使在低LED占空比条件下，这也能提供出色的效率。

图6示出了一款配置有一个电流受限并联输出的2A LED驱动器。请注意：CTRL_L引脚连接至地，PWMGL引脚用于驱动并联MOSFET，而CTRL_SEL引脚则用于调光。在CTRL_L引脚接地的情况下，当CTRL_SEL引脚为低电平时，则分路被占用，而且电感器中的电流被调节于0A.当CTRL_SEL引脚为高电平时，并联MOSFET被关断，且已调电流由CTRL_H引脚上的电压来确定。图7示出了采用一个12V输入时的电流受限并联PWM调光。

图6：具电流受限并联输出的6V至36V输入、2A LED驱动器

图7：0A至2A电流受限并联输出PWM调光

除了并联之外，LT3743还可容易地通过配置以驱动与LED的负极相串联的调光MOSFET.当不需要多种电流状态时，这是优选的PWM调光方法。图8示出了一款采用转换负极PWM调光的6V至30V、20A LED驱动器。图9示出了0A至20A电流阶跃和100：1调光比条件下的转换负极PWM调光。

图8：采用转换负极PWM调光的6V至30V、20A LED驱动器

图9：0A至20A转换负极PWM调光

结论

LT3743实现了超快的大电流LED上升时间，并提供了准确的电流调节。由于它具备支持多种电流状态的能力，因此通过实现LED彩色的简易混合而满足了高性能影院级DLP投影机的要求。除了速度以外，通过允许使用一个紧凑型低值电感器，LT3743的开关电容拓扑结构还缩减了电路板的外形尺寸。其他特点包括开关周期同步、过压保护、高效率以及轻松适应各种应用需求的能力。