找不到合適的同步升壓LED驅(qū)動器

當(dāng)高功率 LED（如 10A–40A 投影儀 LED）所需的電流會給異步轉(zhuǎn)換器中的組件帶來過大應(yīng)力時，通常使用同步降壓轉(zhuǎn)換器驅(qū)動器。同步整流可限制轉(zhuǎn)換器開關(guān)中由于高電流而導(dǎo)致的功率損耗和熱上升。同步整流在高功率升壓（升壓）LED驅(qū)動器中也能提供同樣的優(yōu)勢，即使使用1A至3A LED。與降壓轉(zhuǎn)換器相比，升壓的峰值開關(guān)電流可能遠高于LED電流，特別是在輸出功率高而輸入電壓低時。

在許多情況下，同步升壓LED驅(qū)動器不適用于特定應(yīng)用。對于其中一些情況，可以使用同步降壓LED驅(qū)動器IC，但它不是作為降壓轉(zhuǎn)換器工作，而是作為升壓或升壓模式* LED驅(qū)動器工作。

例如，以LT3744 40V同步降壓型LED驅(qū)動器為例，該驅(qū)動器專為驅(qū)動投影儀的高電流LED而設(shè)計。它具有多功能的浮動V型電子電氣輸出，使其可用于高電流降壓應(yīng)用和正負（降壓-升壓）拓撲，其中大電流LED的陽極接地以滿足散熱要求。是浮動的V電子電氣該器件最初設(shè)計用于降壓應(yīng)用，可用作同步升壓模式LED驅(qū)動器。

LT3744 升壓模式 LED 驅(qū)動器

圖 3744 所示的 LT1 同步升壓模式 LED 驅(qū)動器以 3% 的效率從汽車輸入 （25V–75V） 調(diào)節(jié)一個 9A、16V （98W） LED 串。即使在該功率水平下，采用45V輸入時，最大元件溫升為12oC，如圖2所示。該 IC 能夠利用參考于地的輸入信號輕松實現(xiàn) 10Hz 的 1：100 模擬和 1：120 PWM 調(diào)光，即使 LED 串和 PWM 調(diào)光 MOSFET 均未連接到 GND。

圖1.升壓模式 9V–16V 輸入至 25V、3A LED 驅(qū)動器，效率為 98%。

圖2.升壓模式 LED 熱掃描顯示運行冷卻。

雖然5mΩ檢測電阻在此應(yīng)用中設(shè)置10A峰值開關(guān)電流，但可以改變解決方案，使其工作在6V輸入和15A峰值開關(guān)電流;具有適當(dāng)值的電感和降低的欠壓閉鎖。

LT3744 上的負 VEE 軌可達到 ?21V。LT3744 通過處理以地為參考的輸入控制信號的電平轉(zhuǎn)換來簡化設(shè)計。

一個簡單的以地為參考的PWM輸入信號被電平轉(zhuǎn)換到PWMOUT，因此不需要額外的電平轉(zhuǎn)換電路來控制PWM MOSFET。同樣，LED電流設(shè)置檢測電阻可以直接連接到負VEE軌，一直到?21V。

電平轉(zhuǎn)換接地和 VEE

LT3744 LED 驅(qū)動器的電平轉(zhuǎn)換、正負轉(zhuǎn)換功能專為支持高電流接地陽極 LED 驅(qū)動器而設(shè)計。然而，同樣的特性也可用于升壓模式應(yīng)用，其中LED串連接在VIN和負VEE電位之間。由于 LED 檢測電阻和 PWM 調(diào)光 MOSFET 都位于 LED 串的底部，因此來自參考地的 PWM 輸入的電平轉(zhuǎn)換 PWMOUT 信號產(chǎn)生的拓撲結(jié)構(gòu)看起來并不比傳統(tǒng)的升壓 PWM 調(diào)光設(shè)置復(fù)雜。輸入側(cè)看起來像一個簡單的LED驅(qū)動器，具有CTRL模擬調(diào)光，SYNC輸入和使能輸入均以信號GND為參考，無論負VEE位于何處。

LT3744 的 VEE 可一直低至 ?21V。對于 25V VLED 應(yīng)用，LED 開路過壓保護設(shè)置為約 26.5V。考慮到一些開路LED過沖，在負VEE超過?21V限值之前，對于25V VLED升壓模式應(yīng)用，這將VIN最小值限制在約6V。為了在最小6V輸入下工作，圖1中的解決方案需要較低的欠壓閉鎖以及一個能夠適應(yīng)15A峰值開關(guān)電流限制的檢測電阻和電感。對于較低的VLED串（在任何電流水平下），最小輸入電壓可以通過一些簡單的調(diào)整降至4V VIN。

有關(guān)升壓模式的更多信息

升壓模式轉(zhuǎn)換器具有許多與傳統(tǒng)升壓穩(wěn)壓器相同的特性。如圖3所示，除了不尋常的拓撲連接和主控制高邊開關(guān)S1而不是低邊開關(guān)外，該升壓模式轉(zhuǎn)換器具有與傳統(tǒng)升壓轉(zhuǎn)換器相同的占空比、紋波電流和電壓應(yīng)力。如果不需要同步整流，則可以使用異步降壓穩(wěn)壓器作為升壓模式驅(qū)動器，S2由典型的箝位二極管D1代替，就像傳統(tǒng)的升壓穩(wěn)壓器一樣。

圖3.升壓模式電流紋波、占空比和電壓應(yīng)力與傳統(tǒng)升壓穩(wěn)壓器相同。

圖4中的增益相位波特圖顯示，即使是升壓模式轉(zhuǎn)換器的控制環(huán)路也像傳統(tǒng)的升壓穩(wěn)壓器一樣工作。憑借10kHz交越頻率、60°相位裕量和?15dB增益裕量，圖1所示LED驅(qū)動器穩(wěn)定可靠。

圖4.升壓模式控制環(huán)路增益和相位顯示了典型帶寬。

結(jié)論

同步整流是限制高功率LED驅(qū)動器功率損耗的常用功能。如圖所示，同步降壓LED驅(qū)動器可用作升壓模式轉(zhuǎn)換器，充分利用了該特性在高性能降壓穩(wěn)壓器IC中的廣泛可用性。具體而言，LT?3744 同步降壓型 LED 驅(qū)動器可用作一款高效率 9V–16V 輸入、25V LED 3A 升壓模式 LED 驅(qū)動器，從而為一個 98W 轉(zhuǎn)換器提供了 75% 的效率。該 IC 具有獨特的能力，可根據(jù)需要在 SGND 至 –V 之間電平轉(zhuǎn)換控制信號電子電氣可以產(chǎn)生浮動升壓模式拓撲，其組件數(shù)量不超過傳統(tǒng)升壓所需的元件。

審核編輯：郭婷