高亮度LED给驱动器IC带来了怎样的挑战

今天，LED驱动器IC必须具有的一个关键性的特点是能给LED充分调光。既然LED是用恒定电流驱动的，其中DC电流值与LED的亮度成正比，那么要改变LED的亮度，就有两种通过控制LED电流来调光的方法。 　　第一种方法是模拟调光，在这种方法中，通过降低恒定LED电流值，成比例地降低LED的DC电流值。降低LED电流可能导致LED颜色的改变或不准确的LED电流控制。第二种方法是数字或脉冲宽度调制(PWM)调光。PWM调光以等于或高于100Hz的频率通断LED，人眼对这种频率的通断察觉不到。 　　PWM调光的占空比与LED亮度成正比，同时，在接通时LED 电流保持同一个值不变(如LED驱动器IC所设定的那样)，从而在高调光比时保持LED颜色不变。在某些应用中，使用这种PWM调光方法能提供高达3000:1的调光比。 　　凌力尔特的方案 　　凌力尔特公司的LED驱动器IC采用既满足输入电压范围要求、又满足所需输出电压和电流要求的转换拓扑，尤其在驱动高亮度LED的情况下，能为很多不同类型的LED配置提供充足的电流和电压。因此，凌力尔特公司的高亮度LED驱动器IC一般具有以下特点：宽输入/输出电压范围;高效率转换;严格调节的LED电流匹配;低噪声、恒定频率工作;独立的电流和调光控制;宽调光比范围;小型紧凑的占板面积，所需外部组件最少。 　　凌力尔特公司拥有种类繁多的产品以满足LED驱动设计需求，其中的两个例子是LT3754和LT3956。 　　大型平板显示的背光照明——LT3754方案 　　当白光LED用于大型平板显示器的背光照明时，凌力尔特公司推出的新产品LT3754能解决与驱动白光LED有关的设计问题。LT3754是一款创新性LED驱动器IC，可用于配备了26英寸或更大尺寸平板显示屏高清电视机。这款升压模式LED驱动器有16个单独的通道，每个通道具有约3.2V的Vf，能驱动由多达一个由15个50mALED组成的LED串。因此，每个LT3754能驱动多达240个50mA的白光LED。结果，一个26英寸的LCD高清电视机也许仅需要一个LT3754，就能提供必需的背光照明。所有16个通道都通过单个PWM输入控制，能提供高达3,000:1的PWM调光比。 　　LT3754使用一个小型电感器和甚至更纤巧的陶瓷输出电容器。惟一需要的其他组件是单个输入电容器、MOSFET和一个电流设定电阻器，如图1所示。每个通道都跟随一个可编程设定的主电流，以允许每串LED有10mA～50mA的LED电流。这些通道还可以并联，以提供更大的LED电流。输出电压适应LEDVf的变化，以实现最佳效率，开路LED故障不影响所连接的其他LED串的工作。LT3754采用紧凑型32引脚、5mm×5mmQFN封装。 图138WLED驱动器驱动16串每串有15个50mALED的LED串 　　串联LED组成的白光LED前灯——LT3956方案 　　现在，用一个由18个串联LED组成的阵列可以配置一个25W的白光LED前灯，流过LED的350mA电流可产生需要的光输出。不过，一个主要的障碍是，如何高效率、简单地驱动这样一个配置?一个可能的解决方案是，使用凌力尔特公司最近推出的LT3956单片LED驱动器。LT3956是一款DC/DC转换器，为作为恒定电流和恒定电压调节器工作而设计。它非常适用于驱动大电流、高亮度LED(参见图2)。 图2效率为94%的25W白光LED前灯驱动器 　　LT3956包括一个额定值为84V/3.3A的内部低压侧N沟道功率MOSFET，用内部调节的7.15V电源驱动。其固定频率、电流模式架构可在宽的电源和输出电压范围内实现稳定工作。一个以地为基准的电压反馈(FB)引脚用作几种LED保护功能的输入，还使该转换器能作为恒定电压源工作。频率调节引脚允许用户在100kHz～1MHz范围内设定频率，以优化效率、性能或外部组件尺寸。 　　LT3956在LED串的高压侧检测输出电流。就驱动LED而言，高压侧检测是最灵活的方法，允许升压、降压或降压-升压模式配置。PWM输入提供高达3,000:1的LED调光比，而CTRL输入提供额外的模拟调光功能。 　　结论 　　用LED驱动器驱动的任何LED 都必须能以最低功率提供必需的光输出量，这样才不会在最终系统中引起显着的热量设计限制。幸运的是，就照明设计师而言，既存在高效率LED，又存在高性能LED 驱动器，可提供他们最需要的特性：以适中的功率在合情合理的成本下提供大量光输出。