用于高于和低于 LED 灯串电平的输入电压的 LED 驱动器

出处:维库电子市场网时间:2025-03-20
  LTM8042 是一款 μModule LED 驱动器,能够支持电流高达 1 A 且调光比为 3000:1 的 LED。它可在 3 V 至 30 V 的输入电压和 250 kHz 至 2 MHz 的宽频率范围内工作,使其能够用于各种应用,例如扫描仪以及汽车和航空电子照明。
  LTM8042 可轻松配置为三种拓扑结构(升压、降压和降压-升压),以满足各种特定应用要求。对于低输入电压和高串电压,升压拓扑是合适的,而降压拓扑更适合高输入电压和低串电压。降压-升压拓扑结构适用于电压可能低于或高于 LED 灯串的宽范围输入。本文介绍了选择合适的拓扑及其相应连接的过程。
  升压 LED 驱动器

  LED 驱动器常见的拓扑是升压应用,可用于由 12 V 输入轨供电的 LED 阵列,其中 VIN < VF。LTM8042升压解决方案

如图 1 所示,框图如图 2 所示。输入电压连接到 BSTIN/BKLED– 端子,LED 灯串阴极连接到 GND。当晶体管 Q 导通时,电流在电感 L 中积聚。一旦 Q 关断,L 两端的电压就会改变极性,电感电流开始流向输出滤波电容 C2。LED 调光在 PWM 部分实现,该部分调节占空比,并扩展平均 LED 电流(由电阻器 RCLR 设置)。电容器 C1 是一个输入电压滤波器图 1:驱动 VIN = 5.75 V 至 10.25 V 且 IOUT = 0.5 A 的四个 LED 的LTM8042图 1:驱动 VIN = 5.75 V 至 10.25 V 且 IOUT = 0.5 A 的四个 LED 的LTM8042图 2:升压配置中的 LTM8042 框图连接。

  图 2:升压配置中的 LTM8042 框图连接。
  降压 LED 驱动器
  降压拓扑用于相对较高的输入电压,例如汽车和工业 24 V 电源轨。图 3 显示了 VIN > VF 配置的框图。连接到 BSTOUT/BKIN 端子的输入电压和连接到 BSTIN/BKLED– 端子的 LED 阴极。当晶体管 Q 导通时,电流从输入端流经 LED 灯串和电感 L 到 GND。一旦 Q 关闭,L 两端的电压就会改变极性,二极管 D 变为正向偏置,将 LED 阴极拉到输入电压电平以下,从而提供 LED 灯串中的电流设定值。C5 为此拓扑创建输出过滤器。
  图 3:降压配置中的 LTM8042 框图连接。
  图 4:降压-升压配置中的 LTM8042 框图连接。
  降压-升压 LED 驱动器
  在许多商业、电池和太阳能应用中,输入电压在很宽的范围内变化。在这些情况下,图 4 所示的降压-升压拓扑是的。输入电压和 LED 阴极连接到 BSTIN/BKLED– 端子。当晶体管 Q 导通时,电流在电感 L 中产生。一旦 Q 关闭,L 两端的电压就会改变极性,正向偏置二极管 D,同时电压会上升到输入电平以上。PWM 保持通过 LED 和 C5 的电流设定值,而 C2 用作输出滤波器。LED 灯串电压 VF 可以低于或高于 VIN。
  三种拓扑的测试结果

  所有三种拓扑都使用具有 LTM8042 的 DC1511 演示电路进行了测试,在所有情况下都使用相同的 LED 灯串、输出电流和开关频率。为了确保所有三种设置的偏置功率耗散相同,还提供了相同的 VCC(如图 1 所示)。在大多数情况下,VCC 引脚可以连接到 VIN。图 5 显示了生成的效率曲线。所有三种拓扑结构也在LTspice环境中进行了建模,与LTM8042相关的仿真文件可以在其数据表中找到。

  图 5:升压、降压和降压-升压配置的LTM8042效率。
  结论
  LTM8042 是一款多功能高效的 LED 驱动器,能够在较宽的输入电压范围内工作,同时提供高达 1 A 的 LED 灯串电流。LTM8042 可轻松用作升压、降压或降压-升压驱动器,以满足各种应用的需求
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