摘要: 当插入USB端口时,许多便携式通用串行总线(USB)设备从USB主机或集线器电源供电。
当插入USB端口时,许多便携式通用串行总线(USB)设备从USB主机或集线器电源供电。为了确保总线的完整性,必须满足以下几个要求:USB规范规定设备的输入电容必须小于10µF,以最大限度地减少设备插入USB端口时的涌流;设备首次插入时,从端口输出的电流必须小于100mA,对于大功率设备,需要经过USB控制器的允许才能将端口输出的电流增加到500mA。使用LT1618 DC/DC转换器可以轻松满足这些要求,该转换器为USB应用提供了精确的输入电流控制。LT1618结合了一个传统的电压反馈回路和一个独特的电流反馈回路,作为一个恒流、恒压源。
除了提供精确的输入电流限制外,LT1618还可用于为电流源应用提供精确的调节输出电流。驱动白光led是该器件最适合的应用之一。LT1618的输入电压范围为1.6V至18V,可在多种输入源下工作。36V开关额定值允许产生高达35V的输出电压,轻松驱动多达8个白光led串联。1.4MHz的开关频率允许使用低调的电感器和电容器,这与LT1618的MSOP-10封装一起有助于最大限度地减少电路板面积。
USB到12V升压转换器
图1显示了一个适合USB应用的5V到12V升压转换器。转换器具有可选的100mA/500mA输入电流限制,允许设备在USB低功率和高功率模式之间轻松切换。如图2所示,效率超过85%。如果负载需要的电流超过转换器可以提供的输入电流限制在100mA(或500mA),输出电压将简单地降低,LT1618将工作在恒流模式。例如,当输入电流限制为100mA时,12V输出可以提供约35mA。如果负载增加到50mA,输出电压将降低到约8V,以保持恒定的100mA输入电流。
图1所示 USB到12V升压转换器,可选择100mA/500mA电流限制
图2 USB到12V提升效率
USB到5V SEPIC转换器与短路保护
与升压转换器不同,sepic(单端初级电感转换器)的输出与输入直流隔离,因此输入电流限制不仅有助于软启动输出,而且还提供出色的短路保护。图3所示的5V SEPIC转换器非常适合需要在关机期间输出电压归零的应用。准确的输入电流限制,确保USB设备合规,即使在输出故障条件下。图4显示了50mA负载下SEPIC转换器的启动特性。通过将输入电流限制在100mA,输出有效地软启动,平稳增加,不会超过其最终5V值。图5显示,即使输出短路接地,输入电流也不超过100mA(因此示波器照片中的输出电压波形平坦)。效率如图6所示。该转换器还具有100mA或500mA的可选输入电流限制,使其成为高功率USB应用的理想选择。
图3 USB到5V SEPIC转换器
图4 启动时USB转5V SEPIC
图5 USB到5V SEPIC启动与短输出
图6 USB到5V SEPIC效率
锂离子白光LED驱动器
图7中的电路能够从单个锂离子电池驱动六个白光led。LED亮度可以使用脉宽调制(PWM)信号轻松调节,如图所示,或者使用直流电压直接驱动I(ADJ)引脚,而无需R3, C3低通滤波器。如果不需要亮度控制,只需将I(ADJ)引脚连接到地。典型的输出电压约为22V, R1, R2输出分压器将最大输出电压设置为26V左右,以在led断开时保护LT1618。LT1618的恒流回路在2.49欧姆检测电阻上调节50mV,将LED电流设置为20mA。如图8所示,该电路的效率超过70%,这明显高于使用电荷泵驱动LED时获得的30%至50%的效率。当LT1618关断时,led中没有电流流过。它们的高正向电压阻止它们打开,确保真正的低电流关闭,没有多余的电池泄漏或光输出。
图7 锂离子白光LED驱动器
图8 锂离子白光LED驱动效率
高功率白光LED驱动
对于需要大量光输出的大型LCD显示器,可以并联驱动多串led。当驱动并联串时,应添加镇流器电阻来补偿LED正向电压变化。所需的镇流器数量取决于所使用的led以及它们的匹配程度。图9中的电路对于较大的显示器来说是理想的,它可以通过单个锂离子电池为20个白光led提供恒流驱动。效率达到可观的82%,如图10所示。
图9 大功率白光LED驱动
图10 高功率白光LED驱动效率
结论
LT1618的恒流/恒压工作使该器件成为各种恒流设计的理想选择。该装置提供精确的输出电流调节或输入电流限制,以及出色的输出电压调节。LT1618具有宽输入电压范围和产生高达35V输出的能力,在许多不同的应用中都能很好地工作。
金姆,戴夫。微型调节器驱动白色LED背光>线性技术设计笔记231(2000年5月)。
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