LT3796-1 是一款 DC/DC 操控器,其专为在输出端上调理一个稳定电流或稳定电压而规划,这是驱动 LED 必不可少的要求。该器材绝无仅有地具有两个独立的电流检测放大器,并且它的高压侧 PMOS 断接开关驱动器既可以与开关稳压器组合运作 (选用 PWM 引脚),也可以独立运作 (选用 TGEN 引脚)。
这些特色使得 LT3796-1 可以满意某些特别 LED 使用的需求。例如,在高可靠性照明中,该操控器可被装备为驱动两个并联的 LED 灯串,以便能检测任一灯串中的单个毛病 LED (选用另一个灯串为基准)。或许,关于那些要求精确模仿调光的使用,可以对两个电流检测放大器进行扩展以把 LED 电流调理在两个规模:高和低,从而将一个高功率 LED 驱动器的模仿调光才能扩展至 100:1,与选用单个电流操控环路时一般可以获得的调光规模比较改进了 10 倍。
使用毛病 LED 检测才能驱动两个相同的并联 LED 灯串
要 想检测灯串中单个出现功用劣化或短路的 LED 是件很扎手的工作,这是因为正向电压会在整个负载、温度和制造容差规模内发生非常大的改变。消除此类改变的一种办法是选用两个并联的匹配灯串,这样一来两 个灯串之间的任何正向电压相对差错都可以指示某种毛病的发生。在这类解决方案中,灯串开端是选用拣选零部件制造的,其选择的主旨是完成总正向电压降的匹 配。
由单个输出驱动两个并联灯串的一个潜在问题是,假使其间的一个灯串变至开路或不导通状况,那么另一个灯串中就或许流过两倍的电流。LT3796-1 中的双电流调理环路可用于防止发生这种电流打乱的状况。
图 1 示出了怎样在一个升压 LED 驱动器中装备 ISP/ISN 和 CSP/CSN 电流检测放大器。在正常操作中,ISP/ISN 电流环路起主导作用并设定 LED 电流。流过 LED 灯串 1 的电流在 ISMON 上陈述。CSP/CSN 电流环路一般担任在 CSOUT 引脚上供给监督,因为它被设定在比 FB2 的调理点低 25%。CSOUT 引脚按下式陈述 LED 灯串 2 的电流:
假定两个灯串出现不平衡,则陈述引脚 ISMON 和 CSOUT 将以电压来显现相对的 LED 电流差错。经过在外部比较两个模仿信号,可使用一个外部操控器触发毛病信号。
图 1:用于成对 LED 灯串的升压 LED 驱动器,其具有针对任一灯串中的毛病 LED 之检测和维护功用
图 2 示出了灯串 1 中的一个 LED 短路时的示波器波形。ISP/ISN 电流检测放大器可即时检出过流事情,并将两个 PMOS 开关悉数断接。在一个软起动周期之后,ISP/ISN 电流环路开端将 LED 灯串调理在一个新的输出电压,此电压对应于 8 个 LED 的正向电压降。因为新的输出电压不能驱动 9 个 LED,因而 LED 灯串 2 中止传导电流且 CSOUT 陈述 0V。相同,假定灯串 2 中的一个 LED 短路,则 CSP/CSN 电流环路接收操控并经过 FB2 引脚将输出电流调理至 625mA,如图 3 所示。LED 灯串 1 此刻中止传导电流且 ISMON 陈述 0V。
图 2:将灯串 1 中一个 LED 短路 (针对图 1 所示电路)
图 3:将灯串 2 中一个 LED 短路 (针对图 1 所示电路)
别的,该转换器还经过高压侧 PMOS 断接开关驱动器引脚 TG 为两个灯串供给了高功用 PWM 调光和稳健的短路维护。坐落 ISP/ISN 电流检测放大器内部的内置过流比较器担任维护灯串 1 免遭短路的损坏,而由 D4、Q1 和 R9~R11 构成的电路则用于检测灯串 2 的短路、将 FB1 引脚驱动至高电平缓关断PMOS 开关 (M2 和 M3)。
具 100:1 模仿调光比的 LED 驱动器
许 多高功率 LED 使用要求一个很高的模仿调光比,而这依托单个电流检测通路是很难完成的。问题在于动态规模:在高电流条件下,需求一个低差分电压 (一般为 250mV 或更低) 以约束检测电阻器中的功率耗散,但因为可用信号如此之小,因而即便面临 10% 的模仿调光,几 mV 的电流检测放大器精确度也会对检测电压中的差错发生相当可观的影响。
LT3796-1 的两个电流检测环路经过在两个环路之间切割电流调理使命而使其可以发生一个高的模仿调光比。一个环路具有用于约束高电流通路中功率耗散的低值检测电阻器, 而另一个环路则在低电流通路中使用了一个较高的检测信号以在不太忧虑功率耗散的场合提高精确度。图 4 示出了经过选用 LTC1541 (一款内置于单个封装中的高精度基准、运放和比较器) 而将 LT3796-1 装备为在 SEPIC 形式中发生 100:1 模仿调光比的景象。
图 4:一款具 100:1 模仿调光比的 SEPIC 形式 LED 驱动器
假定 M2 的 RDS(ON) 可忽略不计,那么在介于 200mA 和 1A 之间的高电流规模中,ISP/ISN 电流环路将输出电流调理在:
当 VCTRL 降至低于 1.2V 时,LTC1541 的比较器将强制 TGEN 引脚为低电平并断接 M2。所以,LED 灯串仅由 CSP/CSN 环路进行检测和调理。当 CSP/CSN 环路担任操控时,FB2 引脚电压被调理在 1.25V,而 CTRL_IN 输入经过从 CSOUT 引脚拉出电流 (经由 R6) 来设定 CSP/CSN 门限。CSP/CSN 调光规模从 668mV 至 33.4mV,可检测介于 200mA 至 10mA 之间的低 LED 电流,一起坚持精确度。总归,组合的双电流环路可供给 100:1 的模仿调光规模,如图 5 所示。
图 5:ILED 与 CTRL 的联系 (针对图 4 中的解决方案)
定论
LT3796-1 是一款 LED 操控器,其具有两个带陈述功用的独立电流检测放大器、两个 FB 引脚和一个高压侧断接开关驱动器。别的,该器材还具有稳健的毛病维护功用和一个通用的东西集,可应对比如高可靠性和高功用模仿调光等赋有挑战性的 LED 使用。