雙通道升壓型轉(zhuǎn)換器的高度集成電源解決方案

LT?3498 是一款雙通道升壓型轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置一個 LED 驅(qū)動器和 OLED 驅(qū)動器，采用單 3mm × 2mm DFN 封裝。它為每個轉(zhuǎn)換器提供一個內(nèi)部電源開關(guān)和肖特基二極管，并為OLED驅(qū)動器提供一個輸出斷接PMOS。兩個轉(zhuǎn)換器均可獨立關(guān)斷和調(diào)光。這種高度集成的電源解決方案非常適合空間受限的雙顯示器便攜式電子產(chǎn)品。

LED 驅(qū)動器設(shè)計用于從鋰離子電池驅(qū)動多達(dá) 2 個串聯(lián)白光 LED。它能夠以串聯(lián)配置調(diào)節(jié) LED 電流，無論正向壓降如何變化，都能在整個 LED 串中提供相同的亮度。3.32MHz 開關(guān)頻率允許使用小型外部元件，并將開關(guān)噪聲排除在關(guān)鍵的無線和音頻頻段之外。它具有高壓側(cè) LED 電流檢測，允許轉(zhuǎn)換器用于各種應(yīng)用配置。LED 驅(qū)動器還包含內(nèi)部補償、LED 開路保護、模擬或 PWM 控制調(diào)光、32V 電源開關(guān)和 <>V 肖特基二極管。

LT3498 的 OLED 驅(qū)動器采用一種新穎的控制技術(shù)，可在寬負(fù)載范圍內(nèi)實現(xiàn)低輸出電壓紋波和高效率。在工作期間，轉(zhuǎn)換器通過改變峰值電感電流和關(guān)斷時間來控制功率輸出。關(guān)斷時間不允許超過固定電平，保證開關(guān)頻率保持在音頻頻段以上。這種獨特的控制方案使其成為MP3播放器和手機等噪聲敏感應(yīng)用的理想選擇。當(dāng)單獨工作時，OLED驅(qū)動器消耗一個230μA的低靜態(tài)電流，從而延長了LED驅(qū)動器暫時禁用的應(yīng)用模式下的電池壽命。

圖1顯示了驅(qū)動6個LED和一個OLED的典型應(yīng)用。圖2和圖3分別顯示了LED驅(qū)動器和OLED驅(qū)動器的效率。

圖1.鋰離子電池到六個白光LED和一個OLED顯示屏。

圖2.圖 1 中 LED 驅(qū)動器的效率。

圖3.OLED驅(qū)動器的效率如圖1所示。

特征

LED 驅(qū)動器高邊檢測

LT3498 的 LED 驅(qū)動器具有一個獨特的高端 LED 電流檢測功能，使該器件能夠用作一個 1 線電流源。這允許串中底部 LED 的陰極側(cè)在任何地方返回接地，從而實現(xiàn)簡單的 1 線 LED 連接。傳統(tǒng)的LED驅(qū)動器使用接地電阻來檢測LED電流，由于接地必須返回到器件接地，因此需要與LED串進行2線連接。此外，高端檢測允許 LT3498 LED 驅(qū)動器在無法使用傳統(tǒng) LED 驅(qū)動器的獨特應(yīng)用 （降壓模式或降壓升壓模式，其中 LED 串返回到輸入）中工作。

調(diào)光和關(guān)機控制

LT3498 具有針對每個轉(zhuǎn)換器的單引腳停機和調(diào)光控制功能。要關(guān)斷 LT3498，只需將兩個控制引腳拉至 75mV 以下即可。要使能每個單獨的轉(zhuǎn)換器，請將控制引腳（LED 驅(qū)動器為 CTRL1，OLED 驅(qū)動器為 CTRL2）電壓增加到 125mV 或更高。在 LED 側(cè)，可通過調(diào)制 CTRL1 引腳來設(shè)置 LED 電流。在OLED方面，V輸出2電壓可通過調(diào)制 CTRL2 引腳來設(shè)置。LT3498 中提供了三種類型的調(diào)光方法：DC 電壓調(diào)光、濾波 PWM 信號調(diào)光和直接 PWM 調(diào)光。

The LED current and VOUT2 voltage are proportional to the DC voltages at the CTRL1 and CTRL2 pins, respectively. To dim the LEDs or lower the VOUT2電壓，降低 CTRL1 和 CTRL2 引腳上的電壓。LED 驅(qū)動器的調(diào)光范圍從 CTRL1 引腳的 5.1V 擴展至低至 125mV 的全 LED 電流。CTRL1 引腳直接控制設(shè)定 LED 電流的檢測電阻兩端的穩(wěn)壓檢測電壓（參見圖 4）。CTRL2 引腳調(diào)節(jié) V輸出2電壓方式與圖5類似。

圖4.LED 檢測電壓與 CTRL1 引腳電壓的關(guān)系。

圖5.V輸出2電壓與 CTRL2 引腳電壓的關(guān)系。

濾波 PWM 調(diào)光的工作原理與直流電壓調(diào)光類似，不同之處在于 CTRL 引腳的直流電壓輸入來自 RC 濾波 PWM 信號。R1和C1的轉(zhuǎn)折頻率應(yīng)遠(yuǎn)低于PWM信號的頻率，以便進行適當(dāng)?shù)臑V波。濾波PWM調(diào)光如圖6所示。

圖6.濾波 PWM 調(diào)光。

通常使用直接PWM調(diào)光，因為與使用濾波PWM或直流電壓相比，它實現(xiàn)了更寬的調(diào)光范圍。直接 PWM 調(diào)光使用與 LED 串串聯(lián)的 MOSFET 快速連接和斷開 LED 串。圖 7 顯示了鋰離子至 4 白光 LED 應(yīng)用中 LED 的直接 PWM 調(diào)光。PWM 信號施加于 CTRL 引腳和 MOSFET，其中 PWM 信號控制器件的導(dǎo)通和關(guān)斷。圖8顯示了PWM調(diào)光在一定頻率范圍內(nèi)的線性度。可用的調(diào)光范圍取決于應(yīng)用的建立時間和使用的PWM頻率。圖7中的應(yīng)用使用250Hz PWM頻率可實現(xiàn)1：100的調(diào)光范圍。

圖7.鋰離子電池至四個白光 LED，帶直接 PWM 調(diào)光。

圖8.LED 調(diào)光范圍與 PWM 調(diào)光頻率的關(guān)系。

OLED 驅(qū)動器 PMOS 輸出斷開

LT3498 的低噪聲升壓型轉(zhuǎn)換器具有一個 PMOS 輸出斷接開關(guān)。當(dāng)部件啟用時，此 PMOS 開關(guān)將打開。當(dāng)器件處于關(guān)斷狀態(tài)時，PMOS開關(guān)關(guān)斷，允許V輸出2節(jié)點接地。OLED應(yīng)用通常需要這種類型的斷開功能。

用于四個白光 LED 和 OLED 顯示屏的鋰離子供電驅(qū)動器

圖 9 重點介紹了 LT3498 的簡單性和多功能性。從單個3mm×2mm DFN，該電路能夠驅(qū)動四個串聯(lián)的LED，具有20mA的恒流以及OLED顯示器。圖9中LED驅(qū)動器的效率如圖10所示。如上圖1所示，該電路可采用單節(jié)鋰離子電池（低至3V）或5V墻上適配器工作，并以20mA電流驅(qū)動多達(dá)16個串聯(lián)LED和24V、<>mA輸出的OLED顯示屏。

圖9.鋰離子電池到四個白光LED和一個OLED顯示屏。

圖10.圖 9 中 LED 驅(qū)動器的效率。

結(jié)論

LT?3498 是一款雙輸出升壓型轉(zhuǎn)換器，能夠從一個單節(jié)鋰離子電池輸入驅(qū)動多達(dá) 6 個白光 LED 和一個 OLED 顯示器。該器件具有 32V 內(nèi)部電源開關(guān)、32V 內(nèi)部肖特基二極管、獨立的 DC 或 PWM 調(diào)光控制、開路 LED 保護、OLED 輸出斷接和內(nèi)部補償。LT3498 為廣泛的應(yīng)用（包括空間受限和噪聲敏感型便攜式應(yīng)用，如移動電話、MP3 播放器和數(shù)碼相機）提供了一種高度集成、節(jié)省空間的解決方案。

審核編輯：郭婷