大电流/高速 LED 驱动器给 PWM 调光带来了突破性的改革

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引言

        从 DLP 投影机中的大电流 LED 到大功率激光二极管,在很多照明应用中,都采用了能产生稳定的大电流脉冲功率驱动器,例如:在高端视频投影机中,大功率 LED 用来产生彩色照明。在这类投影机中,RGB LED 需要精确的调光控制,以实现准确的色彩混合,在这种情况下,可能需要提供比简单的 PWM 调光更强的控制能力。一般情况下,为了实现色彩混合所需要的宽动态范围,LED 驱动器必须能在两种完全不同的稳定峰值电流状态之间快速切换,并同时进行 PWM 调光,而且不会造成任何问题。LT3743 能满足这些苛刻的准确度和速度要求。

        LT3743 是一种同步降压型 DC/DC 控制器,它采用固定频率、平均电流模式控制方式,通过一个与电感器串联的检测电阻器准确地调节电感器电流。在 0V 至(VIN – 2V) 的输出电压范围内,LT3743 以 ±6% 的准确度调节任何负载的电流。

        通过将准确的模拟调光 (高和低状态) 和 PWM 调光相结合,LT3743 实现了精确、宽范围的 LED 电流控制。模拟调光通过 CTRL_L、CTRL_H 和 CTRL_T 引脚控制;PWM 调光则通过 PWM 和 CTRL_SEL 引脚控制。LT3743 独特地采用了外部开关型负载电容器,因此能实现高和低模拟状态的快速转换,从而允许 LT3743 在几微秒的时间内改变稳定的 LED 电流值。开关频率可以利用一个外部电阻器在 200kHz 至 1MHz 范围内设定,而且可同步至一个 300kHz 至 1MHz 的外部时钟。




 

图 1:基本的开关型电容器拓扑

VOUT FOR IREG DETERMINEDBY CTRL_H:用来产生 IREG 的 VOUT,由 CTRL_H 决定
LED LOAD:LED 负载
VOUT FOR IREG DETERMINED BY CTRL_L:用来产生 IREG 的 VOUT,由 CTRL_L 决定

开关型输出电容器拓扑



        在传统的稳流器中,负载两端的电压存储在输出电容器中。如果负载电流突然变化,那么输出电容器中的电压必须充电或放电,以匹配新的稳定电流。转换时,对负载中的电流控制欠佳,从而导致了缓慢的负载电流响应时间。

         LT3743用一种独特的开关型输出电容器拓扑解决了这个问题,该拓扑实现了超快的负载电流上升和下降时间。这种拓扑的基本理念是,LT3743 充当稳定电流源,驱动负载。就给定电流而言,负载两端的压降存储在第一个开关型输出电容器中。当需要不同的稳定电流状态时,第一个输出电容器就关断,而第二个电容器则接通。这使每个电容器都能存储与想要的稳定电流相对应的负载压降。