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同步低EMI LED驱动器具集成式开关和内部PWM调光能力

2017-11-21 10:38 来源:Analog Devices, Inc. 编辑:电源网

LED 的应用范围不断扩大,已经涉及从通用照明到汽车、工业和测试设备、招牌以及安全设备的各种领域。因此,对 LED 驱动器的设计要求也越来越多了。最新 LED 解决方案要求驱动器具备紧凑的尺寸、高效率和低噪声,并提供高的调光比和先进的故障保护功能。LT3922 非常容易满足这些要求。

LT3922 具集成式开关和内部 PWM 调光能力

LT3922 是一款 36V、同步 LED 驱动器,集成了 2A 开关,可配置为升压、降压或升压-降压型 LED 驱动器。该器件集成了高效率、同步电源开关,采用纤巧的 4mm x 5mm QFN 封装。这款器件采用了ADI最先进的开关技术,虽然封装尺寸很小,却能够提供很大的功率,同时还能够控制边沿速度,并降低不想要的场致辐射。集成的同步开关边沿是受控的,不产生振铃,从而能够在高效率和低噪声之间提供恰当的平衡,这些开关还能够以高达 2.5MHz 的频率切换,因此可构成尺寸紧凑的解决方案。

拓扑选择:升压、降压、升压-降压模式

LED 串由受控的电流驱动,该电流不必直接返回地。LED+ 和 LED− 或其中任一端子可以连至非地电位。这就为选择包括降压和升压-降压型拓扑在内的浮置输出 DC/DC LED 驱动器拓扑创造了机会。LT3922 的高压侧 PWMTG 驱动器和同步开关可以配置为升压、降压或升压-降压模式 LED 驱动器,同时保持该 IC 的所有功能都可用,也就是说,内部 PWM 调光、SSFM (扩展频谱频率调制)、低 EMI、ISMON 输出电流监视器、和输出故障保护功能从标准升压型拓扑到降压型和升压-降压型拓扑也都提供。

升压型拓扑

LT3922 作为升压型转换器运行时,可为高达 34V 的 LED 串供电,在 40V 以下留出一些空间,以防 LED 开路过冲。如图 1 所示,2MHz、4V 至 28V 升压型 LED 驱动器为高达 34V 的 LED 串提供 330mA 电流。该器件可以从外部以 120Hz 频率和 2000:1 调光比进行 PWM 调光,或者可以从内部以 128:1 调光比、用 PWM 引脚上的模拟输入电压调光。

图片1

图 1:2MHz 常规升压型拓扑原理图,120Hz、2000:1 PWM 调光比

该器件可以承受 LED 开路和 LED+ 至地短路而不被损坏,并通过确定 FAULT 引脚,报告这类故障。输出电流可以通过 ISMON 引脚监视,甚至在 PWM 调光时也可以。在 2MHz 开关频率时,其基频 EMI 谐波驻留在高于 AM 频段的频率上,但其 EMI 仍然很低。还可以增加扩展频谱频率调制以扩展 2MHz 至 2.5MHz 的开关频率,并降低基频及很多谐波频率上的 EMI。由于集成了同步开关,所以这个 2MHz 升压型转换器的效率在 12VIN 时依然保持高达 91%。在较低 VIN 时,当峰值电感器电流达到其限制值时,输出电流无闪烁地平滑降低,同时 LED 仍然保持接通。

降压型拓扑

如图 2 所示,当 LT3922 用于降压模式拓扑时,输入电压可以高达 36V,并能够以高达 1.5A 的电流驱动一个 LED 串。高压侧 ISP 及 ISN 电流检测输入和 PWMTG PMOS 驱动器很容易转移到 LED 的高压侧,在降压模式时,LED 的高压侧连至输入。LED− 直接连至电感器而不是地。当以 6.5V 驱动两个 1A LED 时,VIN 为 12V 时的同步降压模式效率高达 94%,VIN 为 36V 时效率仍然保持高达 89%。该降压模式转换器具很大的带宽,因此能够在 100Hz 以 1000:1 PWM 调光比运行。

图片2

图 2:以 1000:1、100Hz PWM 调光进行亮度控制的 400kHz 降压模式 LED 驱动器

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