摘要: LT3466通过在节省空间的3mm × 3mm DFN封装中提供双高效恒流白光LED驱动器,简化了将LED驱动电路安装到最新器件中的任务。
白光led作为用于手持设备的LCD显示器的背光光源越来越受欢迎,主要是由于它们提高了效率和降低了成本。白光led也正在进军用于汽车仪表板和汽车方向盘的大型LCD显示屏。LT3466通过在节省空间的3mm × 3mm DFN封装中提供双高效恒流白光LED驱动器,简化了将LED驱动电路安装到最新器件中的任务。LT3466设计用于从单节锂离子电池输入驱动多达20个白光led,效率高于80%。它还通过集成肖特基二极管和内部补偿提供空间和元件节省。
图1显示了LT3466及其两个独立但相同的升压转换器的框图,它们能够驱动非对称LED串。升压转换器的设计目的是用恒流驱动串联的led,从而确保均匀的亮度并消除对镇流器电阻的需求。LT3466内置44V电源开关和肖特基二极管。在整个工作温度范围内,保证开关限流大于320mA。提供一个低200mV,高精度(±4%)的参考电压来编程LED电流。
图1所示。LT3466方框图。
升压变换器采用电流模式拓扑结构,提供出色的线路和负载瞬态响应。LT3466的内部反馈回路补偿允许在输出端使用小型陶瓷电容器。内置过电压保护电路,如果连接到该输出的LED串失败开路,则将任一转换器的输出箝位到42V。内部软启动提供了每个升压转换器,从而最大限度地减少启动时的涌流电流。
LT3466的开关频率可以通过从R(T)引脚到地的单个电阻在200kHz至2MHz范围内编程。LT3466工作在2.7V至24V的宽输入电压范围内,适用于广泛的应用。
该装置具有独立的关闭和调光控制的两个LED串。每个LED串中的电流可以通过拉出各自的控制(CTRL1或CTRL2)引脚电压低于50mV来关闭。每个LED串的调光是通过对其各自的控制引脚施加直流电压来实现的。当CTRL1和CTRL2引脚电压均低于50mV时,器件进入完全关断状态。通过参考图1中的框图,可以最好地理解LT3466的调光特性。放大器A1(存在于两个转换器中)具有两个非反相输入和一个反相输入。内部200mV(±4%)参考电压连接到其中一个非反相输入。输入电压0.2·V(CTRL)连接到A1的第二个非反相输入。A1的反相输入连接到串中最低LED的阴极和反馈电阻。
每串LED电流由下式给出:
因此,反馈电压的线性变化导致LED电流的线性变化。放大器A1调节反馈引脚电压作为控制电压的函数,如下所示:
随着控制引脚电压从0.2V上升到1.6V,各反馈引脚电压从40mV变化到200mV。当控制电压在1.6V以上时,不影响反馈引脚电压。图2显示了反馈电压与控制引脚电压之间的相关性。
图2。反馈电压(V(FB))与控制电压的相关性。LED串中的电流(调光)由I(LED) = V(FB)/R(FB)给出。
LT3466的典型应用是作为手机双背光的驱动程序。目前,翻盖式手机通常使用四个白光led(手机打开时)作为主显示屏的背光,两个白光led(手机关闭时)作为副显示屏。每个背光都需要独立的调光和关闭控制。图3显示了锂离子电池供电的6-LED (4-LED主灯和2-LED副灯)背光系统。LT3466允许通过CTRL1和CTRL2引脚对主显示器和子显示器进行独立调光控制。
图3。低轮廓(最大高度<1.7mm),单芯锂离子供电,6个(4/2)白光LED驱动电路。
在手机中,电路板空间是非常宝贵的,图3所示的电路最大限度地减少了外部组件的数量,并提供了一个完整的系统解决方案,最大组件高度低于1.7mm。通过选择R(T)电阻,LT3466设计工作在1.25MHz的开关频率下。高1.25MHz开关频率的选择允许使用节省空间的低调电感器和微小的0805尺寸陶瓷电容器,同时保持高系统效率。图4显示了该电路的效率。在3.6V输入电源下,两个LED串都工作在20mA时,典型效率为81%。
图4。图3电路的效率。
图5显示了电路对4个led串从10mA到20mA电流阶跃的瞬态响应。电感电流转换平滑,具有良好定义的稳态纹波,从而导致较低的输出电压纹波。这减少了输出滤波电容器的尺寸和成本,并允许使用小型0.47µF (16V, X7R介电)0805外壳尺寸的陶瓷输出电容器。
图5。图3电路的瞬态响应。电流在4个led串是阶梯从10mA到20mA。
在目前的GPS系统和其他手持设备中使用的大型彩色LCD显示器可能需要多达20个白光led作为背光,同时运行单个锂离子电池。LT3466具有内部44V电源开关和肖特基二极管,非常适合在每个输出端串联驱动多达10个白光led。为了驱动10个白光LED串联,转换器需要产生高达40V的输出电压(白光LED的正向压降为3V至4V)。图6显示了20个由单节锂离子电池供电的白光led。
图6。高效率,单电池锂离子供电二十(10/10)白光LED电路采用全陶瓷电容器。
为了驱动单个锂离子电池每输出10个led,转换器必须在94%(典型)的高占空比下运行。LT3466的独特架构允许它通过在较低频率下切换来实现高占空比。在图6所示的电路中,LT3466被设计为在350kHz的开关频率下运行。图6的电路采用低轮廓电感和全陶瓷电容器。图7显示了电路的效率与LED电流的关系。在3.6V输入电源下,两个LED串都工作在12mA时,典型效率为83%。
图7。图6电路的效率。
如果10个led串中的任何一个必须在大于12mA的电压下工作,则需要用更高的输入电源电压为LT3466供电。当两个锂离子电池串联供电时,LT3466能够驱动20个20mA的白光led。有关应用电路的更多详细信息,请参阅LT3466数据表。
LT3466的宽输入电压范围使其成为汽车应用的理想选择。白光led通常用于为汽车仪表板和汽车显示屏提供背光。在这些应用中,白光led必须由恒流供电,以保证一致的光强和均匀的亮度。图8显示了LT3466从12V输入电源为50(两组25)个白光led供电。该电路配置为电压三倍器,可产生超过90V的输出电压。这允许在每个输出端连接一串25个led,从而产生恒定的电流和均匀的亮度。
图8。50个白光led由12V输入供电,采用低表面贴装组件。
在图8中,通过选择20.5k欧姆 R(T)电阻,LT3466被配置为在2MHz的开关频率下工作。这确保了r开关噪声落在调幅0波段之外。高开关频率也允许使用低轮廓电感器和表面贴装陶瓷电容器。图9显示了电路的效率。在此应用中,LT3466提供2.4W输出功率,效率为83%。LT3466的热增强3mm × 3mm DFN封装(带外露焊盘)使其能够从12V输入电源驱动多达50个白光led。图10显示了该电路的开关波形。
图9。图8电路的效率。
图10。图8电路的开关波形。每组25个白光led驱动在15mA。
LT3466是一款双白光LED驱动器,设计用于从单个锂离子输入驱动多达20个白光LED。集成电源开关、肖特基二极管和节省空间的(3mm × 3mm) DFN封装使LT3466非常适合手持应用。LT3466的宽工作电压范围和高频率能力使其能够满足汽车仪表板和汽车显示器的背光需求。内部软启动、开路LED保护和内部环路补偿等功能减少了外部元件的数量,从而降低了白光LED驱动电路的总体成本和尺寸。
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