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多功能LED驅動器可使用高于或低于LED燈串電平的輸入電壓

  2020年06月12日  

簡介
       LTM8042是μModule? LED驅動器,能夠支持具有高達1 A電流和3000:1調光比的LED。它工作的輸入電壓范圍為3 V至30 V,頻率范圍可達到250 kHz至2 MHz,因此可廣泛運用于掃描儀、汽車和航空照明等多種領域。
       LTM8042可輕松配置為三種拓撲(升壓、降壓和降壓-升壓),能夠滿足多種特定應用需求。升壓拓撲適用于低輸入電壓和高燈串電壓,降壓拓撲則更適用于高輸入電壓和低燈串電壓。降壓-升壓拓撲用于電壓可能低于或高于LED燈串的寬輸入范圍。本文介紹如何選擇合適的拓撲及其相應的連接。

升壓LED驅動器
        LED驅動器最常用的拓撲是升壓應用,它可能用于VIN < VF的12 V輸入電源軌供電的LED陣列。圖1所示為LTM8042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。當晶體管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,這調節了占空比,乃至平均LED電流(由電阻RCLR設置)。電容C1是輸入電壓濾波器。
 
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
        降壓拓撲用于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。當晶體管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,二極管D會正偏,從而將LED陰極拉到輸入電壓電平以下,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。

降壓-升壓LED驅動器
        在許多商用、電池和太陽能供電應用中,輸入電壓變化范圍很廣。在這些情況下,最合適使用圖4所示的降壓-升壓拓撲。輸入電壓和LED陰極連接到BSTIN/BKLED–終端。當晶體管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,使二極管D正偏,同時電壓攀升超過輸入電平。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可以低于或高于VIN。
 
圖4.降壓-升壓配置中的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演示電路測試 — 在所有情況下使用相同的LED燈串、輸出電流和開關頻率。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引腳可連接至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有關的仿真文件可在數據手冊中找到。
 
圖5.LTM8042的升壓、降壓和降壓-升壓配置效率。

結論
        LTM8042是一種多功能、高效的LED驅動器,能夠在寬輸入電壓范圍內工作,同時提供高達1 A LED燈串電流。LTM8042可輕松用作升壓、降壓或降壓-升壓驅動器,能滿足多種應用的需求。

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