三输出LED驱动器在Buck, Boost或Buck-Boost模式下提供3000:1的调光比

元器件信息   2024-07-30 16:45   380   0  

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LT3496是一款三输出DC/DC转换器,专为多通道LED照明应用中的高性能真彩色PWM 调光而设计。通过集成三个独立的驱动通道,LT3496提供了一个节省空间和经济高效的解决方案来驱动多个LED串。图1显示了一个50W LT3496 3通道LED驱动器,占地350mm(2),外形小于1.5mm。

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图1所示 完整的LT3496 LED驱动器尺寸为350mm(2)。

LT3496具有高侧电流传感和内置栅极驱动器,用于PMOS高侧LED断开(正在申请专利)。这两个特性赋予LT3496多功能性,使其能够在降压、升压或降压升压配置中驱动led达到高PWM调光比。内部电源开关的45V能力,3V-40V的输入电压范围,可调的频率使其在广泛的电源和输出电压范围内可靠地运行。LT3496的应用包括RGB照明、广告牌和大型显示器、汽车和航空电子照明以及恒流源。

高侧LED断开与高侧电流传感系统多功能性,简单性和可靠性

LT3496的高侧LED断开和高侧电流感应可在降压、升压或降压升压配置中实现3000:1调光控制。没有任何传统的LED驱动器可以与LT3496的简单性和高PWM调光性能相媲美,特别是在降压升压模式下。实现高侧断开开关与传统的LED驱动器是可能的,但使用许多额外的组件,具有缓慢的响应和燃烧额外的功率。

由于LED断开和电流感应位于每个LED串的高侧,因此LED串的低侧可以以升压或降压模式捆绑在一起,以减少返回到LED驱动器的导线数量。在升压配置中,每个低侧连接可以返回到任何地方,允许每个LED串的简单1线LED连接。传统的LED驱动器采用低侧LED断开方法,其中每个LED串的高侧和低侧都必须连接到LED驱动器。图2a显示了简化的传统升压LED驱动器,其中M1-M3是LED断开的NMOS开关。图2b显示了一个简化的LT3496三升压LED驱动器,其中M1-M3是LED断开的PMOS开关。LT3496解决方案省去了三根电线,提高了系统的简单性和可靠性。随着通道在高性能显示器中的成倍增加,这些优势将变得越来越重要。

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a.传统升压LED驱动器。

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b.基于lt3496的升压LED驱动器。

图2 基于lt3496的升压LED驱动器所需的导线数量是传统升压LED驱动器的一半。

应用程序

降压模式LED驱动器

LT3496可配置为降压模式LED驱动器,用于LED电压低于电源电压的应用。图3显示了用于大型TFT液晶电视的LT3496 RGB驱动程序。

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图3 用于大型TFT液晶电视的LT3496 RGB驱动程序。

三个LT3496通道独立工作,但功能相同。为简单起见,这里描述通道1的PWM操作。如果PWM1引脚拉低,则M1关断,断开通道1的LED串并停止从输出电容C4提取电流。VC1引脚也与补偿电容C8断开。C4存储LED电压的状态,C8存储LED电流的状态,直到PWM1再次上拉。这导致脉冲宽度和输出光之间的高度线性关系,大而准确的调光范围和高效率。在120Hz PWM频率下,电路的PWM控制允许5000:1调光,如图4所示。图5显示了效率作为PWM占空比的函数。

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图4 图3应用电路的5000:1调光波形

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图5 图3应用电路的效率。

降压升压模式LED驱动器

在一些LED应用中,所需的电源电压范围和LED电压范围重叠,因此需要降压升压模式配置。图6显示了用于汽车照明的LT3496降压升压模式LED驱动器。LED电压为9V-12V,汽车电池电压为8V-30V。r1 ~ r6设置过压保护电压为40V,保证sw1 ~ sw3、cap1 ~ cap3、led1 ~ led3、tg1 ~ tg3引脚电压低于最大额定电压。R7-R8将开关频率设置为1.3MHz,限制LT3496的功耗,保证结温不超过125℃。图7显示了在120Hz PWM频率下的3000:1 PWM调光波形。

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图6 Buck-boost模式汽车照明LED驱动器。

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图7 图6应用电路的3000:1调光波形

Boost LED驱动器

LT3496可以配置为升压LED驱动器,用于LED电压高于电源电压的应用。图8显示了用于汽车照明的LT3496升压LED驱动器。D4、Q1-Q3和R1-R4形成电池浪涌电压保护电路,保护LED串不被电池浪涌电压损坏。D4的齐纳击穿电压选择低于LED电压。当V(IN)浪涌电压增加到接近LED电压时,D4击穿,Q1-Q3导通。Q1-Q3将PWM1-3拉低,M1-M3立即关闭,断开LED串与LED驱动器的连接。

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图8 升压模式LED驱动器与电池浪涌电压保护汽车照明。

图9显示了在120Hz PWM频率下的3000:1 PWM调光波形。

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图9 图8应用电路的3000:1调光波形

结论

LT3496为多通道LED照明提供了紧凑、低成本、高可靠性和高效率的解决方案。LT3496 LED驱动器可在降压、升压和降压-升压模式下工作,在广泛的电源和输出电压范围内提供3000:1的真彩色PWM 调光比。


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