100V LT3756控制器可從幾乎任何輸入驅(qū)動(dòng)高功率LED燈串

高功率固態(tài)LED燈串正在大面積和高流明光源中取代傳統(tǒng)的照明技術(shù)，因?yàn)樗鼈兙哂懈哔|(zhì)量的光輸出、無與倫比的耐用性、相對較低的生命周期成本、恒定的調(diào)光和能源效率。應(yīng)用清單每天都在增長，包括液晶電視背光和投影系統(tǒng)燈泡、工業(yè)和建筑照明系統(tǒng)、汽車前照燈、尾燈和指示燈、計(jì)算機(jī)顯示器、路燈、廣告牌甚至體育場燈。

隨著應(yīng)用數(shù)量的增加，LED驅(qū)動(dòng)器的輸入要求也越來越復(fù)雜。LED驅(qū)動(dòng)器必須能夠處理寬范圍的輸入，包括汽車電池帶來的惡劣瞬態(tài)電壓環(huán)境、鋰離子電池的寬電壓范圍和墻疣電壓。對于 LED 照明制造商和設(shè)計(jì)師來說，為每個(gè)應(yīng)用應(yīng)用不同的 LED 驅(qū)動(dòng)器意味著使用各種 LED 控制器進(jìn)行庫存、測試和設(shè)計(jì)。這可能是一個(gè)昂貴且耗時(shí)的提議。使用可應(yīng)用于許多解決方案的控制器會(huì)好得多。

LT?3756 高電壓 LED 驅(qū)動(dòng)器具有獨(dú)特的拓?fù)渫ㄓ眯?，因而使其能夠在升壓、降?升壓模式、降壓模式、SEPIC、反激式和其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中使用。其高功率能力可在非常寬的輸入電壓范圍內(nèi)提供潛在的數(shù)百瓦穩(wěn)態(tài) LED 功率。其 100V 浮動(dòng) LED 電流檢測輸入允許 LED 串浮動(dòng)在地上，如本文的降壓模式和降壓-升壓模式拓?fù)渌尽３錾?PWM 調(diào)光架構(gòu)可產(chǎn)生高達(dá) 3000：1 的高調(diào)光比。

許多功能可保護(hù) LED 和周圍組件。關(guān)斷和欠壓鎖定與來自輸入的模擬調(diào)光相結(jié)合時(shí)，可提供標(biāo)準(zhǔn)的ON/OFF功能，并在電池電壓降至不可接受的低水平時(shí)降低LED電流。模擬調(diào)光是準(zhǔn)確的，可以與PWM調(diào)光相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)極寬范圍的亮度控制。軟啟動(dòng)功能可防止啟動(dòng)期間出現(xiàn)尖峰浪涌電流。OPENLED 引腳通知 LED 開路或缺失，而 SYNC （LT3756-1） 引腳可用于將開關(guān)同步至一個(gè)外部時(shí)鐘。

這款 16 引腳 IC 采用微型 QFN （3mm × 3mm） 和 MSE 封裝，均經(jīng)過熱增強(qiáng)。對于輸入電壓要求較低的應(yīng)用，40V在， 75V外 LT3755LED 控制器是與 LT3756 類似的選項(xiàng)。

盡管 LT3756 通常用作一個(gè) LED 驅(qū)動(dòng)器，但在不使用恒定電流檢測電壓的情況下，其電壓 FB 引腳可提供一種經(jīng)過良好調(diào)節(jié)的輸出電壓。這是 LT3756 的過壓保護(hù)功能的一個(gè)附帶優(yōu)勢，在 LED 串開路的情況下，電流控制環(huán)路被 FB 電壓環(huán)路取代，從而防止控制器為了保持電流而使電壓升高。

125W 升壓 LED 驅(qū)動(dòng)器，用于體育場燈或廣告牌

體育場、聚光燈和廣告牌的照明系統(tǒng)需要大量以高功率運(yùn)行的 LED 燈串。LT3756 控制器能夠利用其浮動(dòng)檢測電阻器 ISP 和 ISN 輸入來驅(qū)動(dòng)高達(dá) 100V 的 LED 串。圖125中的1W LED驅(qū)動(dòng)器接受來自高功率變壓器輸出的40V–60V寬范圍輸入。

圖1.125W、83V/1.5A、97% 效率升壓 LED 驅(qū)動(dòng)器，用于體育場照明。

LT3756 的高功率柵極驅(qū)動(dòng)器以 100kHz 切換兩個(gè) 250V MOSFET。該開關(guān)頻率最大限度地減小了分立元件的尺寸，同時(shí)保持了97%的高效率，從而產(chǎn)生了不到50°C的分立元件溫升，這比83V一串1.5A LED產(chǎn)生的電位熱量更易于管理。

即使不需要 PWM 調(diào)光，PWMOUT 調(diào)光 MOSFET 也可用于關(guān)斷期間的 LED 斷開。這可以防止電流流過接地連接的LED串 - 在某些輸入條件下是可能的。

如果 LED 失效開路或 LED 串從高功率驅(qū)動(dòng)器中移除，F(xiàn)B 恒壓環(huán)路將接管并將輸出調(diào)節(jié)為 95V，直到 LED 和 LED 之間連接了正確的燈串+–.如果沒有過壓保護(hù)，LED檢測電阻的LED電流為零，控制環(huán)路將努力增加其輸出。最終，輸出電容電壓將超過100V，超過幾個(gè)元件的最大額定值。在 OVP 中，OPENLED 狀態(tài)標(biāo)志變低。

具有高PWM調(diào)光比的高壓降壓模式LED驅(qū)動(dòng)器

當(dāng)輸入電壓高于 LED 串電壓時(shí)，LT3756 可同樣很好地用作一個(gè)恒定電流降壓模式轉(zhuǎn)換器。例如，汽車電池的電壓可能會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)瘋狂移動(dòng)的目標(biāo)，從下降的電壓到令人眼花繚亂的高壓尖峰，圖2中的降壓模式LED驅(qū)動(dòng)器非常適合這種惡劣的環(huán)境。該器件采用 10V 至 80V 的寬輸入范圍工作，以 3A 電流驅(qū)動(dòng)一個(gè)或兩個(gè) 5.7V LED （1V）。在這種情況下，兩個(gè) V在引腳以及 ISP 和 ISN 電流檢測輸入可高達(dá) 80V。

圖2.一個(gè) 80V在降壓模式 LED 驅(qū)動(dòng)器，具有 PWM 調(diào)光功能，適用于單或雙 LED。

圖3.圖2所示降壓模式轉(zhuǎn)換器的效率。

PWM調(diào)光需要從PWMOUT引腳到高端LED串進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，如圖2所示。最大PWM調(diào)光比隨著開關(guān)頻率的提高、PWM調(diào)光頻率的降低、輸入電壓的提高和LED功率的降低而增加。在這種情況下，100：1的調(diào)光比可以在100Hz調(diào)光頻率、48V輸入、3A時(shí)的5.7V或1V LED和150kHz開關(guān)頻率下實(shí)現(xiàn)3756：150的調(diào)光比。盡管 LT<> 可實(shí)現(xiàn)更高的開關(guān)頻率，但占空比最終有其限制。寬松的最小導(dǎo)通時(shí)間和最小關(guān)斷時(shí)間限制要求其范圍下限的頻率 （<>kHz） 以滿足苛刻的高 V在-至低V發(fā)光二極管（80V在至一個(gè) 3.5V LED）和低 V在-壓差要求（10V在至 7V發(fā)光二極管） 的此特定轉(zhuǎn)換器。

降壓模式LED驅(qū)動(dòng)器的過壓保護(hù)也具有電平轉(zhuǎn)換。Pnp晶體管Q1有助于將最大允許輸出電容電壓調(diào)節(jié)到略高于LED串的水平。如果沒有電平轉(zhuǎn)換OVP網(wǎng)絡(luò)連接到FB，開路LED串將導(dǎo)致輸出電容充電至輸入電壓。雖然降壓模式組件可以在這種情況下幸存下來，但LED可能無法重新插入等于輸入電壓的電位。也就是說，單個(gè) 3.5V LED 可能無法直接連接到 80V。

單電感降壓-升壓模式 LED 驅(qū)動(dòng)器

一個(gè)越來越常見的LED驅(qū)動(dòng)器要求是LED燈串電壓和輸入電壓的范圍很寬且重疊。事實(shí)上，一些設(shè)計(jì)人員更喜歡將相同的LED驅(qū)動(dòng)器電路用于幾種不同的電池源和幾種不同的LED串類型。這種多功能配置犧牲了一些效率、元件成本和電路板空間來簡化設(shè)計(jì)，但通過生產(chǎn)基本上現(xiàn)成的多用途LED驅(qū)動(dòng)器，顯著縮短了上市時(shí)間，從而減輕了權(quán)衡。

圖4所示的降壓-升壓模式拓?fù)涫褂脝蝹€(gè)電感，可將輸入電壓升壓和降壓至LED串電壓。它接受 6V 至 36V 的輸入，以高達(dá) 10mA 的電流驅(qū)動(dòng) 50V–400V LED 串。PWM調(diào)光和OVP以類似于降壓模式的方式進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)這些功能的最佳性能。

圖4.具有寬范圍 V 的降壓-升壓模式 LED 驅(qū)動(dòng)器在和 V發(fā)光二極管.

圖5.圖4中降壓-升壓模式轉(zhuǎn)換器的效率。

電感電流是輸入電流和LED串電流之和;峰值電感電流也等于峰值開關(guān)電流，高于降壓模式或升壓拓?fù)銵ED驅(qū)動(dòng)器，由于連接的性質(zhì)，具有類似的規(guī)格。4A 峰值開關(guān)電流和電感器額定值反映了 9mA 時(shí)最差情況下的 50V 輸入至 400V LED 串。

低于 9V 輸入時(shí)，CTRL 模擬調(diào)光輸入引腳用于縮減 LED 電流，以便在電池電壓過低時(shí)控制電感電流。由于欠壓鎖定，LED 在低于 6V 輸入時(shí)關(guān)閉，并且在輸入升至 7V 以上之前不會(huì)重新打開，以防止閃爍。在降壓-升壓模式下，輸出電壓是輸入電壓和LED燈串電壓之和。對于此設(shè)計(jì)，輸出電容、箝位二極管和功率 MOSFET 的電壓可高達(dá) 90V。

結(jié)論

100V LT3756 控制器表面上是一款高功率 LED 驅(qū)動(dòng)器，但其架構(gòu)用途廣泛，可用于任意數(shù)量的高電壓輸入應(yīng)用。當(dāng)然，它具有大（和?。┐蠊β蔐ED串所需的所有功能。它可用于升壓、降壓-升壓模式、降壓模式、SEPIC和反激式拓?fù)洹T3756 具有高額定電壓、優(yōu)化的 LED 驅(qū)動(dòng)器架構(gòu)、高性能 PWM 調(diào)光、主機(jī)保護(hù)功能和準(zhǔn)確的高端電流檢測使 LT<> 成為各種高電壓輸入和高功率照明系統(tǒng)的單 IC 選擇。

審核編輯：郭婷