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升壓、降壓、降壓-升壓三合一？一款芯片就夠了

發(fā)布時(shí)間：2020-01-07 來(lái)源：ADI 責(zé)任編輯：wenwei

【導(dǎo)讀】LTM8042 是 µModule® LED驅(qū)動(dòng)器，能夠支持具有高達(dá)1 A電流和3000:1調(diào)光比的LED。它工作的輸入電壓范圍為3 V至30 V，頻率范圍可達(dá)到250 kHz至2MHz，因此可廣泛運(yùn)用于掃描儀、汽車(chē)和航空照明等多種領(lǐng)域。

LTM8042可輕松配置為三種拓?fù)洌ㄉ龎?、降壓和降?升壓），能夠滿(mǎn)足多種特定應(yīng)用需求。升壓拓?fù)溥m用于低輸入電壓和高燈串電壓，降壓拓?fù)鋭t更適用于高輸入電壓和低燈串電壓。降壓-升壓拓?fù)溆糜陔妷嚎赡艿陀诨蚋哂贚ED燈串的寬輸入范圍。本文介紹如何選擇合適的拓?fù)浼捌湎鄳?yīng)的連接。

升壓LED驅(qū)動(dòng)器

LED驅(qū)動(dòng)器最常用的拓?fù)涫巧龎簯?yīng)用，它可能用于 VIN < VF 的12 V 輸入電源軌供電的LED陣列。圖1所示為L(zhǎng)TM8042升壓解決方案，圖2所示為方框圖。輸入電壓連接到BSTIN/BKLED–終端，LED燈串的陰極連接到GND。當(dāng)晶體管Q導(dǎo)通時(shí)，電流在電感L中積聚。一旦Q關(guān)斷，L上的電壓就會(huì)改變極性，電感電流開(kāi)始流向輸出濾波電容C2。LED調(diào)光在PWM部分實(shí)施，這調(diào)節(jié)了占空比，乃至平均LED電流（由電阻RCLR設(shè)置）。電容C1是輸入電壓濾波器。

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圖1. LTM8042驅(qū)動(dòng)四個(gè)LED，其中 VIN = 5.75 V 至 10.25 V and IOUT = 0.5 A

圖2. 升壓配置中的LTM8042方框圖連接

降壓LED驅(qū)動(dòng)器

降壓拓?fù)溆糜谙鄬?duì)較高的輸入電壓，如汽車(chē)和工業(yè)24 V電源軌。圖3顯示了 VIN > VF配置的方框圖。輸入電壓連接到BSTOUT/BKIN終端，LED陰極連接到BSTIN/BKLED–終端。當(dāng)晶體管Q導(dǎo)通時(shí)，電流從輸入端流過(guò)LED燈串和電感L直到GND。一旦Q關(guān)斷，L上的電壓就會(huì)改變極性，二極管D會(huì)正偏，從而將LED陰極拉到輸入電壓電平以下，在LED燈串中提供設(shè)定的電流值。C5為該拓?fù)鋭?chuàng)建輸出濾波器。

圖3. 降壓配置中的LTM8042方框圖連接

降壓-升壓LED驅(qū)動(dòng)器

在許多商用、電池和太陽(yáng)能供電應(yīng)用中，輸入電壓變化范圍很廣。在這些情況下，最合適使用圖4所示的降壓-升壓拓?fù)?。輸入電壓和LED陰極連接到BSTIN/BKLED–終端。當(dāng)晶體管Q導(dǎo)通時(shí)，電流在電感L中積聚。一旦Q關(guān)斷，L上的電壓就會(huì)改變極性，使二極管D正偏，同時(shí)電壓攀升超過(guò)輸入電平。PWM使流經(jīng) LED和C5的電流保持在設(shè)定值不變，C2充當(dāng)輸出濾波器。LED燈串電壓 VF 可以低于或高于 VIN。

圖4. 降壓-升壓配置中的LTM8042方框圖連接

三個(gè)拓?fù)涞臏y(cè)試結(jié)果

三個(gè)拓?fù)渚褂肔TM8042的DC1511演示電路測(cè)試—在所有情況下使用相同的LED燈串、輸出電流和開(kāi)關(guān)頻率。為了確保三種設(shè)置的偏置功耗都相同，還提供了相同的 VCC （如圖1所示）。在大多數(shù)情況下，VCC 引腳可連接至 VIN 圖5所示為產(chǎn)生的效率曲線。這三個(gè)拓?fù)溥€可在 LTspice® 環(huán)境中建模，與LTM8042有關(guān)的仿真文件可在數(shù)據(jù)手冊(cè)中找到。