基于DC/DC控制器LT3743的LED驱动器PWM调光的设计

450kHz 的较低开关频率允许使用一个非常小的 1.0μH 电感器。在 25% 纹波电流条件下，高电流状态与低电流状态之间的转换时间大约为 2μs。1mF 的大输出电容器存储了两种不同电流状态下 LED 两端的电压降，并提供了 MOSFET 调光开关接通时的瞬时电流。对于实现快速 LED 电流转换来说，采用几个并联的低 ESR 电容器是至关紧要的。

已调高电流和低电流由连接在 VREF 引脚与 CTRL_L 和CTRL_H 引脚之间的分压器来设定。VREF 引脚上的 ±2%、2V 基准还用于提供温度降额电路施加在 CTRL_T 引脚上的基准信号 (见下文中的"LED 电流的热降额")。

为了减小有可能很大的启动电流，LT3473 采用了一种可压制已调电流的独特软起动电路，从而在软起动引脚充电至 1.5V 时提供全驱动。为了最大限度地缩短不同电流水平之间的转换时间，LT3743 运用了针对每种电流水平的单独补偿，这样电流控制环路就可以尽可能快地恢复稳态操作。图 4 示出了从 0A～2A 至 20A 的 LED 电流阶跃。

图4：0A ~ 2A 至 20A 的 LED 电流阶跃

宽PWM 占空比范围内的高效率

在便携式 DLP 投影机中，功率耗散是一个极其重要的设计参数。与目前市面上销售的许多并联型大电流 LED 驱动器不同，LT3743 在一个宽 PWM 占空比范围内拥有卓越的效率。通过只把功率输送至负载，而不是将功率旁路掉或者给输出电容器充电，常见的传统 PWM 调光型驱动器中损失的大部分能量可以节省下来。图 5 示出了当 VIN = 12V、并以 0A 至 20A 电流驱动一个绿光 LED 时，整个占空比范围内的效率变化情况。

图5：12V、20A PWM 调光效率 (采用一个绿光LED)

停机和精准启用

当输送大负载电流时，执行正确操作所需的电源欠压闭锁 (UVLO) 迟滞值在很大程度上取决于电路板布局。为了获得最大的灵活性，LT3743 具有一个精准的启用门限，而且在 EN/UVLO 引脚电压低于 1.55V 时将有一个 5.5μA 电流源流入该引脚。在输入电源和地之间使用一个分压器，即可给系统增加任意迟滞值。为了在便携式应用中实现节能，当 EN/UVLO 引脚电压低于 0.5V 时，LT3743 将被完全停用，且电源电流将减小至 1μA 以下。

LED 电流的热降额

当存在任何大电流负载时，对于保护昂贵的大电流 LED 和避免发生遍及整个系统的损坏而言，正确的热管理是极为重要的。针对高和低控制电流，LT3743 采用 CTRL_T 引脚来减小负载中的有效已调电流。当 CTRL_T 引脚电压低于 CTRL_L 或 CTRL_H 引脚上的控制电压时，已调电流将被减小。温度降额采用一个连接在 VREF 引脚和地之间的温度相关电阻分压器来设置。

输出电压保护

输出电压保护功能对于防止昂贵的投影机 LED 受损是很重要的。LT3743 利用 FB 引脚来提供一个针对输出的已调电压点。出于简化系统设计的目的，LT3743 采用了一个内部 1V 基准，以在 FB 引脚电压达到 900mV 时缓缓地减小已调电流。

强大的栅极驱动器

为了提供足够的驱动能力并减少大电流功率 MOSFET 中的开关损失，LT3743 采用了非常强大的开关MOSFET 驱动器。LG 和 HG PMOS 上拉驱动器的接通电阻通常为 2.5Ω。LG 和 HG NMOS 下拉驱动器的接通电阻一般小于 1.3Ω。在接通电阻如此之低的情况下，对于超过 20A 的应用，可以将两个大电流 MOSFET 并联起来使用。目前市面上的大多数 LED 驱动器未提供调光 MOSFET 所需的足够栅极驱动能力，因而需要增设一个外部栅极驱动器。LT3743 将之集成在 PWMGL 和 PWMGH 驱动器中，并具有一个典型接通电阻为 2Ω 的 NMOS 下拉驱动器和一个典型接通电阻为 3.7Ω 的 PMOS 上拉驱动器，以驱动任何 5V 调光 MOSFET。

传统的 PWM 调光

LT3743 适应任何传统的 PWM 调光方法。同类竞争 LED 驱动器所采用的并联输出调光会造成能量的浪费，而且在 LED 占空比低于约 50% 时效率欠佳。由于 LT3743 具有两种电流调节水平，因此当分路被占用时已调电流可下降至零。即使在低 LED 占空比条件下，这也能提供出色的效率。

图 6 示出了一款配置有一个电流受限并联输出的 2A LED 驱动器。请注意：CTRL_L 引脚连接至地，PWMGL 引脚用于驱动并联 MOSFET，而CTRL_SEL 引脚则用于调光。在 CTRL_L 引脚接地的情况下，当 CTRL_SEL 引脚为低电平时，则分路被占用，而且电感器中的电流被调节于 0A。当 CTRL_SEL 引脚为高电平时，并联 MOSFET 被关断，且已调电流由 CTRL_H 引脚上的电压来确定。图 7 示出了采用一个 12V 输入时的电流受限并联 PWM 调光。

图 6：具电流受限并联输出的 6V 至 36V 输入、2A LED 驱动器

来源：凌力尔特