混合宽调光比线性 LED 电流控制器—电路精选（2）

　　LED 照明的许多应用都需要宽调光比。这可简单地通过一个如下所示的可调型电流源来实现。可采用多种不同的方法来改变该电流源，而且能实现一个大的 LED 电流范围。这种方法的主要问题是功率耗散会相当高。必须选择足够高的电压源 V1 以适应最大的 LED 电压降和提供电流源所需的储备空间。LED 制造商通常规定了一个高于平均值的最大电压，因而迫使设计师采用一个高于所需的输入电压。采用多个串联 LED 的应用使得电压容差问题成倍地增加。

　　

　　一款采用可调型电流源的简单 LED 驱动器

　　另一种扩大调光比的方法是采用一个至 LED 的脉宽调制 （PWM） 信号，以对其进行脉冲接通和脉冲关断。如果能以足够高的速率 （通常为几百 Hz） 来完成该脉冲发生，则脉动是人眼所看不到的。利用这种方法可把调光比扩大至 3000:1。

　　虽然脉动是人眼看不到的，但是对于其他应用它可能是一个问题。例如：数字视频录像机的扫描速率会与 LED 灯闪烁相互作用，从而产生不希望有的伪像。

　　采用 LT8614 Silent Switcher 和 LT3083 线性稳压器的混合解决方案

　　一种电位技术允许利用一种严格的模拟方法来控制宽调光比。它运用了一种混合型方法，由一个开关稳压器把一个可调型电流源两端的电压保持恒定，并把 LED 电压置于一个反馈环路之内，这样 LED 电压的变化就对 LED 电流没有影响。电流源两端的电压无须支持 LED 电压降及其变化，因而可针对 “功耗与调光比之关系” 的最佳选择进行优化。下面的例子用实例说明了此概念，其采用 LT8614 作为电压源，并用 LT3083 作为电流源。

　　LT8614 是一款降压型稳压器，其采用 Silent Switcher 架构，专为最大限度地降低 EMI / EMC 辐射并在高达 3MHz 的频率下提供高效率而设计。其单片式结构采用 3mm x 4mm QFN 封装进行组装，内置了集成型电源开关和所有必要的电路，因而造就了一款 PCB 占板面积极小的解决方案。LT3083 是一款 3A 低压差线性稳压器，可通过并联来增加输出电流或在表面贴装型电路板上散播热量。这款新型稳压器专为用作一个精准电流源和电压跟随器而设计，可在许多要求高电流、至零的可调节能力和不设置散热器的应用中使用。

　　

　　采用 LT8614 电压源和 LT3083 电流源的混合 LED 驱动器

　　在该场合中采用了一个 12V 输入电压，并且通过一个施加至 LT3083 之 SET 端子的 0V 至 300mV 信号在 0A 至 3A 的范围内改变 LED 电流。LT3083 OUT 端子跟随 SET 端子，因而一个恒定的电流在 R5 中流动 （通过下面的 IR5 = VSET/R5）。

　　LT3083 之 IN 端子中的电流非常精准地跟随 OUT 端子中的电流，直至达到一个约 500µA 的最小负载值为止。

　　LT3083 需要 510mV 的最坏情况压差 （从 IN 至 OUT），以及 300mV 压差（对于最大电流下的 R5）。LT8614 把LT3083 之 IN 端子上的电压保持在恰好 0.97V，这可将 LT3083 的功耗保持在一个可容许的水平，在 3A 输出电流条件下达到约 2.4W 的功耗峰值。

　　LED 负极由 LT3083 保持在 0.97V，但是由于 LT8614 的反馈动作，LED 正极电压会变至任何需要的电压。可以安放更多与 D1 相串联的 LED，而且电流将不改变，直至达到 LT8614 的压差电压为止。

　　采用 LT8614 Silent Switcher 和 LT6015 运放的混合解决方案

　　LT3083 是一款实现电流源功能的方便易用型器件，但是如上面详细说明的那样，该器件没有最小负载要求。此外，在 SET 和 OUT 端子之间还存在一个轻微的偏移，它虽然通常为几百微伏，但是在整个温度范围内会高达 ±6mV。该偏移给调光比设置了一个下限。如果需要更大的调光比，则可使用一个采用低失调电压运放的分立式电流吸收器。这样的一款实现方案采用 LT6015 精准型运放作为控制元件。

　　LT6015 是一款轨至轨输入运算放大器，具有修整至低于 50µV 的输入失调电压。该放大器可采用单电源和分离电源工作 （总电压为 3V 至 50V），每个放大器仅吸收 315µA 电流。LT6015 的 Over-The-Top® 输入级专为在严酷环境中提供额外的保护而设计。

　　

　　采用 LT8614 电压源和 LT6015 电流吸收器的混合 LED 驱动器

　　LT6015 在整个温度范围内具有一个 ±250µV 的最大失调电压，而且电流源仅需要大约 100mV 压差。这使得全标度电压可提升至 600mV，并能实现约 1000:1 的调光比。

　　软件

　　LTspice

　　LTspice IV 是一款功能强大、快速和免费的仿真工具、电路图捕获和波形观测器，为改善开关稳压器的仿真提供了改进和模型。点击这里下载 LTspice IV

　　如需启动用于该器件的随时可运行 LTspice 演示电路，可按照下列步骤操作：

　　第一步：如果您的电脑尚未安装 LTspice，则请下载并安装 LTspice IV

　　第二步：安装 LTspice 之后，单击下面的链接以启动仿真

　　LT8614/LT3083 Demo Circuit - Hybrid Wide Dimming Ratio Linear LED Current Controller （3.4-42V to 41V @ 3A Max）

　　LT8614/LT6015 Demo Circuit - Hybrid Wide Dimming Ratio Linear LED Current Controller （3.4-42V to 41V @ 3A Max）

　　第三步：如果在单击上面的链接之后?LTspice IV未能自动打开，您可以在该链接上单击右键并选择 “另存为 （Save Target As）”。把文档保存到您的电脑之后， 通过从 “文档 （File）” 菜单选择 “打开 （Open）” 来起动 LTspice 并打开演示电路