可驱动大功率 LED、调节太阳能电池以及为电池充电的 60V 输入降压型大功率控制器

最好的 LED 驱动器需要精确地调节 LED 电流以再现逼真的颜色，以及快速调制实现强对比度调光。同时还能识别并能承受短路和开路状态，监视并报告电流值、不受过热的影响、以及在大负载电流时能够保护弱电源。而一个标准开关转换器需要很多昂贵的放大器、基准和无源组件才能完成这些工作。

作为对比，LT3763 LED 驱动器控制器内置了这些功能，从而降低了材料清单成本、节省了占板空间并提高了可靠性。LT3763 不仅仅是一个高性能 LED 驱动器。其丰富的特性还简化了其他高要求应用的设计，例如密封铅酸电池的安全充电、或太阳能电池板最大功率点调节，或两者同时进行。即使是输入电压高达 60V，LT3763 也能高效地完成这些任务。

驱动 LED

图 1 显示了将 LT3763 配置为大功率 LED 驱动器。CTRL1 引脚的分压计允许手动调节稳压 LED 电流在 0 至 20A。对于 LED 电流的热调节，LED 附近安装了一个负温度系数的电阻，从 CTRL2 引脚连接至 GND。

图1: 一个具有模拟和 PWM 调光功能的大功率 LED (20A) 驱动器

EN/UVLO 引脚的电阻网络可将 LT3763 设置为在输入电压降至低于 10V 时关断。FB 引脚的电阻网络定义了开路状态，当输出达到 6V 时 (如果出现这种情况)，LT3763 自动降低电感器电流以防止过冲，并拉低 /FAULT 引脚以标记该状况。

LT3763 的设计可提供无闪烁 LED 调光功能，如图 2 所示。当 PWM 为低电平时，这通过拉低 PWMOUT 来实现，从而断开 LED，同样地断开 VC 的补偿网络，重新同步内部开关时钟和 PWM 脉冲。这些措施保证了后续脉冲的一致性，电感器电流尽可能快速上升以满足可编程 LED 电流值，这样，LED 光不会出现闪烁。

图2: 图 1 电路的 PWM 调光性能

LT3763 可按照图 3 配置为从 48V 输入中实现 350W 和 98% 效率。内部稳压器为驱动器提供了 TG 和 BG 引脚，每个引脚都有足够的功率来驱动两个外部 NMOS 功率开关。功率更大的应用可并联两个 LT3763 来实现，因为两个控制器之间可平均分配电流。这一配置还说明了怎样采用 SYNC 引脚使并联连接的 LT3763 与外部时钟同步。

图3: 350W 白光 LED 驱动电路

LT3763 的高输出电压范围实现了仅需一个标准降压型转换器即可达到 35V 输出。输出电压可以高达比输入电压低 1.5V，图 4 中的配置利用了这一特性从一个 48V 电源对三个串联的密封铅酸电池进行充电 (高达 45V) 。

图4: 3.3A 电流、6 节电池 (36V) SLA 电池充电器

电池充电

图 4 中的电池充电器 (与所有充电器一样) 必须能够精确地调节电池的额定充电电流 (恒定电流模式)，直到电池电压达到其化学极限。充电器必须维持这一电压 (恒定电压模式)，没有上冲，直到涓流充电电池吸收的电流变得非常小。完成涓流充电阶段后，充电器应支持电池电压降低到一个宽松的电平范围内，最终稳定下来，并一直保持这一最终电压电平。

LT3763 中的电流和电压调节环组合，以及其 LED 故障处理电路使其成为一个非常完整的电池充电器。只需要一个额外的晶体管便可以构成完整的电池充电系统。

在 FB 引脚的电阻分压器将充电电压设置为 45V。在出现开路状态时，当电压达到 45V， LT3763 自动降低电流以防止上冲，如图 5 所示。

图5：36V SLA 电池充电周期

随后，在涓流充电期间，电池吸收的电流随时间而逐渐减少。当充电电流降低至稳压电流 (C/10 电池规范) 的 10% 时，就会触发 LT3763 的开路故障状态。/FAULT 引脚的高至低电平转换功能用于关断所加入的晶体管 M3 之栅极，从反馈网络中去掉电阻 RFB3。从而降低了设置的输出电压，LT3763 停止开关以容许电池自己稳定下来。当组合电压下降到新设置值时，LT3763 再次进行开关运作，提供必须的持续电流以无限地维持输出电压。另一个优点是，/FAULT 引脚转换功能可以用于指示涓流充电开始。[p]

调节太阳能电池板

设计良好的太阳能电池板电源需要电流和电压调节功能的智能结合。在一个优化设计中，转换器必须检测太阳能电池板的电压，调节所吸收的电流，将输入电压维持在太阳能电池板的最大功率点上。如果吸收的电流过多，大阻抗太阳能电池板的电压会突然下降。如果吸收的电流过少，可用的光能就被大量浪费。

在很多通用解决方案中，太阳能电池板控制器设计人员会使用放大器来检测输入电压，调整电流控制引脚的电压。LT3763 在 FBIN 引脚上包括了这一功能。简单的将 CTRL1 连接至高电平，至 VREF 的 2V 基准，从 VIN 至 FBIN 增加一个电压分压器。当 FBIN 的电压降低到接近 1.205V 时，内部放大器自动凌驾 CTRL1 电压，降低负载电流。这调节了太阳能电池板最大功率点的输入电压 (太阳能电池板的电压)。图 6 显示了 FBIN 引脚的电阻分压器，可以进行定制以满足任何太阳能电池板的要求。

图6：具最大功率点调节的 70W 太阳能收集器实现了最大功率点稳压

在图 6 所示的配置中，转换器能够产生任何电感器电流 (高达 5A) 以保持太阳能电池板电压在 37V 。输入电压反馈通过在 FBIN 引脚的电压分压器，从而调节电感器电流，以在任何光照条件下都能实际地必须保持太阳能电池板处于峰值功率。

如图 7 所示，太阳能电池板的电池充电过程与之前的低阻抗电源充电非常相似。不同之处在于设计人员没有预设稳定的电感器电流 (充电电流)，而是通过反馈环调节输入电压来随时进行调节。无论太阳能电池板照明如何，输入功率一直保持最大化，因此，这有效的缩短了充电时间。

图7：太阳能供电的 SLA 电池充电

由于 LT3763 能够调节输入电压和电流，以及输出电压和电流，通过 C/10 提供故障标志，因此，它很容易应用于多种太阳能电池板上，对不同类型的电池进行充电。

监视电流值

对于这里介绍的每一种应用，LT3763 通过监视输入和输出电流值以提供额外功能。IVINP 和 IVINN 引脚上的电压范围是 0 至 50mV ，放大增益为 20，最终电压出现在 IVINMON 引脚上。如图 8 所示，ISMON 引脚上的电压与横跨 SENSE+ 和 SENSE¯ 引脚上放大的电压相同。

图8：具 PWM 调光的 LED 驱动器应用中的电流监视输出

这些信号对于要检查 LED 电流或测量电压转换效率的系统非常有帮助。这也有助于估算太阳能电池板提供的功率，或者监视电池充电的涓流衰减至零。

由于降压转换器输入电流的不连续性，IVINP 和 IVINN 引脚上通常需要一个低通滤波器，如图 1 和图 4 所示。SENSE+ 和 SENSE¯ 引脚上小得多的滤波器也能够用于滤除高频噪声，但不是必须的。即使采用了这些滤波器，监视器也足够快地跟踪相当短的 PWM 脉冲，如图 8 所示。但是，如果设计人员更关心平均电流值，而不是瞬时电流值，那么，可以在 ISMON 和 IVINMON 引脚上增加低通滤波器。

总结

LT3763 是通用降压型转换器，集成了很多复杂功能，不仅仅是 LED 驱动器需要这些功能，太阳能收集器和电池充电器也需要。PWM 驱动器和电流监视器包括了故障探测、电流限流、输入和输出电压调节等功能。由于其高电压额定范围，可以利用所有这些特性对多个长串串联的 LED 进行调光，或者对电池堆叠进行充电。LT3763 提供 28 引脚 TSSOP 封装，是一个紧凑、完整和高效的电源系统。