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多功能LED驅動器可運用高/或低於LED燈串位準的輸入電壓

本文作者:Victor Khasiev       點擊: 2019-12-03 15:25
前言:
簡介
升壓LED驅動器
LED驅動器最常用的拓撲是升壓應用,它可能用於VIN < VF的12 V輸入電源軌供電的LED陣列。圖1所示為一升壓解決方案,圖2所示為方框圖。輸入電壓連接到BSTIN/BKLED–終端,LED燈串的陰極連接到GND。當電晶體Q導通時,電流在電感L中積聚。一旦Q關斷,L上的電壓就會改變極性,電感電流開始流向輸出濾波電容C2。LED調光在PWM部分實施,這調節了工作週期,乃至平均LED電流(由電阻RCLR設定)。電容C1是輸入電壓濾波器。
 
ADI 的µModule® LED驅動器LTM8042 能夠支援具有高達1 A電流和3000:1調光比的LED。它的操作輸入電壓範圍為3 V至30 V,頻率範圍可達到250 kHz至2 MHz,因此可廣泛運用於掃描器、汽車和航空照明等多種領域。
 
元件可輕鬆配置為三種拓撲(升壓、降壓和降壓-升壓),能夠滿足多種特定應用需求。升壓拓撲適用於低輸入電壓和高燈串電壓,降壓拓撲則更適用於高輸入電壓和低燈串電壓。升降壓拓撲則用於電壓可能低於或高於LED燈串的寬輸入範圍。本文介紹如何選擇合適的拓撲及其相應的連接。
圖1.LTM8042驅動四個LED,其中VIN = 5.75 V至10.25 V,IOUT = 0.5 A。
 
圖2.升壓配置中的LTM8042方框圖連接。

降壓LED驅動器
降壓拓撲用於相對較高的輸入電壓,如汽車和工業24 V電源軌。圖3顯示了VIN > VF配置的方框圖。輸入電壓連接到BSTOUT/BKIN終端,LED陰極連接到BSTIN/BKLED–終端。當電晶體Q導通時,電流從輸入端流過LED燈串和電感L直到GND。一旦Q關斷,L上的電壓就會改變極性,二極體D會正偏,從而將LED陰極拉到輸入電壓位準以下,在LED燈串中提供設定的電流值。C5為該拓撲創建輸出濾波器。
 
圖3.降壓配置中的LTM8042方框圖連接。

升降壓LED驅動器
在許多商用、電池和太陽能供電應用中,輸入電壓變化範圍很廣。在這些情況下,最合適使用圖4所示的升降壓拓撲。輸入電壓和LED陰極連接到BSTIN/BKLED–終端。當電晶體Q導通時,電流在電感L中積聚。一旦Q關斷,L上的電壓就會改變極性,使二極體D正偏,同時電壓攀升超過輸入位準。PWM使流經LED和C5的電流保持在設定值不變,C2充當輸出濾波器。LED燈串電壓VF可以低於或高於VIN。
 
圖4.升降壓配置中的LTM8042方框圖連接。

三個拓撲的測試結果
三個拓撲均使用LTM8042的DC1511展示電路測試 — 在所有情況下使用相同的LED燈串、輸出電流和切換開關頻率。為了確保三種設置的偏置功耗都相同,還提供了相同的VCC(如圖1所示)。在大多數情況下,VCC 針腳可連接至VIN。圖5所示為產生的效率曲線。這三個拓撲還可在LTspice®環境中建模,與LTM8042有關的模擬檔可在資料手冊中找到。
 
圖5.LTM8042的升壓、降壓和升降壓配置效率。

結論
多功能、高效的LED驅動器能夠在寬輸入電壓範圍內工作,同時提供高達1 A LED燈串電流。LTM8042可輕鬆用作升壓、降壓或升降壓驅動器,藉以滿足多種應用的需求。
 

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