一種基于LT3743 LED驅(qū)動器的新型調(diào)光方案
2013-12-12 16:42:32 來源:http://ic.big-bit.com/
這些投影機中的RGB LED 需要精準(zhǔn)的調(diào)光控制以實現(xiàn)準(zhǔn)確的彩色混合 ── 在該場合中,除了簡單的 PWM 調(diào)光以外,還能夠提供更多的控制功能。通常,為了實現(xiàn)彩色混合中所要求的寬動態(tài)范圍,$LED驅(qū)動器必須要能夠在兩種完全不同的已調(diào)峰值電流狀態(tài)之間快速切換,并疊加 PWM 調(diào)光而不造成任何損壞。LT3743 能夠滿足這些苛刻的準(zhǔn)確度和速度要求。
LT3743 是一款同步降壓型 $DC/DC控制器,它運用固定頻率、平均電流模式控制,以通過一個與電感器相串聯(lián)的檢測電阻器準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)電感器電流。在一個 0V 至“低于輸入電壓軌 2V”的輸出電壓范圍內(nèi),LT3743 能夠以 ±6% 的準(zhǔn)確度來調(diào)節(jié)任意負(fù)載中的電流。
通過把準(zhǔn)確的模擬調(diào)光 (高光度狀態(tài)和低光度狀態(tài)) 與 PWM 調(diào)光組合起來,實現(xiàn)了精準(zhǔn)、寬范圍的 LED 電流控制。模擬調(diào)光通過 CTRL_L、CTRL_H 和 CTRL_T 引腳來控制;PWM 調(diào)光則通過 PWM 和 CTRL_SEL 引腳來控制。通過采用在外部進行開關(guān)操作的負(fù)載電容器這種獨特的做法,LT3743 實現(xiàn)了高和低模擬狀態(tài)之間的快速變換,從而能夠在幾 μs 的時間內(nèi)改變已調(diào) LED 電流水平。開關(guān)頻率可以在 200kHz 至 1MHz 的范圍內(nèi)進行設(shè)置 (通過采用一個外部電阻器) 和同步至一個頻率范圍為300kHz 至1MHz 的外部時鐘。
開關(guān)輸出電容器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
在傳統(tǒng)的電流調(diào)節(jié)器中,負(fù)載兩端的電壓存儲于輸出電容器之中。如果負(fù)載電流突然改變,則輸出電容器中的電壓必須進行充電或放電以與新的已調(diào)電流相匹配。在轉(zhuǎn)換期間,負(fù)載中的電流未得到良好的控制,因而導(dǎo)致了緩慢的負(fù)載電流響應(yīng)時間。
LT3743 通過采用一種獨特的開關(guān)輸出$電容器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)解決了這一問題,該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實現(xiàn)了超快的負(fù)載電流上升和下降時間。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)背后的基本概念是:LT3743 起一個已調(diào)電流源的作用,負(fù)責(zé)向負(fù)載提供驅(qū)動電流。對于某個給定的電流,負(fù)載兩端的電壓降存儲于第一個開關(guān)輸出電容器中。當(dāng)需要一種不同的已調(diào)電流狀態(tài)時,將第一個輸出電容器關(guān)斷,并接通第二個電容器。這使得每個電容器能夠存儲與期望已調(diào)電流相對應(yīng)的負(fù)載電壓降。
圖 1 示出了具有各種控制引腳的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。PWM 和 CTRL_SEL 引腳為數(shù)字控制引腳,用于確定已調(diào)電流的狀態(tài)。CTRL_H 和 CTRL_L 引腳是具有一個 0V 至 1.5V 全標(biāo)度范圍的模擬輸入,可在電流檢測電阻器兩端產(chǎn)生一個 0mV 至 50mV 的已調(diào)電壓。
圖 1:基本的開關(guān)電容器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
圖 2 示出了對應(yīng)于 PWM 和 CTRL_SEL 引腳各種不同狀態(tài)的定時波形。當(dāng) PWM 為低電平時,所有的開關(guān)操作將被終止,而且兩個輸出電容器均與負(fù)載斷接。
圖2:LED 電流 PWM 和 CTRL_SEL 調(diào)光
盡管 LT3743 可以采用開關(guān)輸出電容器來配置,但它能夠很容易地適應(yīng)任何傳統(tǒng)的模擬和/或 $PWM調(diào)光方案。
開關(guān)周期同步
LT3743 使所有的開關(guān)脈沖邊沿同步至 PWM 和 CTRL_SEL 上升沿。同步賦予了系統(tǒng)設(shè)計師采用任意周期或非周期 PWM 調(diào)光脈沖寬度和占空比的自由度。對于大電流 LED 驅(qū)動器而言,這是從零電流或低電流狀態(tài)恢復(fù)至高電流狀態(tài)過程中必不可少的特點。通過在 CTRL_SEL 或 PWM 信號變至高電平時重新起動時鐘,電感器電流將立即開始斜坡上升,而無須等待一個時鐘上升沿。未采用同步時,時鐘脈沖沿和 PWM 脈沖沿的相位關(guān)系將不受控制,因而有可能在 LED 光輸出中引起明顯的抖動。當(dāng)采用一個具 SYNC 引腳的外部時鐘時,開關(guān)周期將在 8 個開關(guān)周期之內(nèi)重新同步至外部時鐘。
一款適合高端 DLP 投影機、采用開關(guān)輸出電容器的 24V、20A LED驅(qū)動器。高端 DLP 投影機要求極高質(zhì)量的圖像和彩色重現(xiàn)。為了實現(xiàn)高的彩色準(zhǔn)確度,各個 LED 當(dāng)中的彩色偏差是通過混入其他兩個彩色 LED 的色彩來校正的。例如:當(dāng)紅光 LED 處于滿電流導(dǎo)通狀態(tài)時,藍光和綠光 LED 將以低電流水平接通,這樣它們就能夠被混入以產(chǎn)生準(zhǔn)確的紅光。這種方法需要具備在較低 (約 2A) 和較高 (約 20A) LED 電流之間進行快速轉(zhuǎn)換的能力,以保持 PWM 調(diào)光脈沖沿。圖 3 示出了一款專供高端 DLP 投影機使用的 24V/20A LED 驅(qū)動器。
圖3:采用開關(guān)輸出電容器的 24V/20A LED 驅(qū)動器
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