高压升压/LED控制器提供3000：1 PWM调光比

性能、精度、多功能性：LED 及其他

LTC3783 是一款专为恒定电流真彩色 PWM 而优化的电流模式升压型控制器™大功率 LED 的调光。专有技术提供极快、真正的 PWM 负载切换，没有瞬态欠压或过压问题。3000：1（100Hz 时）的高调光比对于视频投影仪和 LCD 背光等应用非常重要，可以通过数字方式实现，保持白光和 RGB LED 的色彩完整性。LTC3783 还为额外的 100：1 调光 （总共 300，000：1） 提供了一个模拟输入。

该多功能器件还可用于升压、降压、降压-升压、SEPIC或反激式转换器，以及作为恒流、恒压稳压器。否 R意义™工作使用 MOSFET 的导通电阻来消除检流电阻，从而提高效率。LTC3783 的应用包括高电压 LED 阵列和 LED 背光，以及电信、汽车和工业控制系统中的稳压器。

LTC3783 采用 3V 至 36V 的输入电源工作，并在调节输出电流的同时提供输出过压保护。当使用检测电阻时，最大输出电压仅受外部元件限制。该控制器包括用于功率和 PWM MOSFET 开关的集成驱动器，可变反馈电压 （0V 至 1.23V） 允许设计人员完全控制负载电流精度与效率的关系。这些特性使该器件对高功率LED照明应用特别有吸引力。一个电阻器设定 20kHz 至 1MHz 的工作频率，并且为了减少开关噪声干扰，LTC3783 可同步至一个外部时钟。可编程软启动可限制启动期间的浪涌电流，防止输入电流尖峰。除了升压操作（V外> V在），控制器为降压-升压或降压应用提供交替的恒流、恒压工作模式。在这些情况下，可实现的PWM调光比通常较低。

一种新颖、简单、高效的PWM调光方案

为什么选择PWM？

LED的亮度是流过它的电流的函数。模拟调光只是减少流过LED的直流电流，而数字调光或PWM调光会改变原本恒定的LED电流的占空比，从而改变有效平均电流。模拟调光的问题在于LED的色度也随电流而变化。PWM调光避免了这个问题，因为导通电流是恒定的，允许光强度（即平均电流）在不发生色偏的情况下变化。

输入真彩色 PWM

简化的传统电流源升压控制器如图1所示，其中IOUT是调节的电流源。当输出负载通过SW2被PWMIN突然断开时，反馈回路不能即时调节由ITH（循环到循环电流阈值）控制的电感器电流IL。因此，VOUT由于被馈送到COUT中的过量电流而上升，导致输出过电压条件，同时误差放大器将其ITH补偿电容器CITH降低到适当的零电流电平。当负载重新连接时，由于补偿电容器被调高以匹配输出电流需求，VOUT被负载电流拉低。根据应用程序（补偿、负载参数和组件值）相对于PWMIN导通时间的具体情况，负载电流通常会过冲或下冲，从而导致光强度变化时的颜色偏移。

图1.简化的传统升压转换器，具有PWM调光功能。

LTC3783 中实现的真彩色 PWM 调光在图 2 中以简化形式表示。当PWMIN变为低电平时，输出负载断开（SW2），同时禁用开关（SW1），补偿电容C伊特已断开连接 （SW3）。在 PWMIN 低电平下禁用 SW1 开关可防止 V外发生过压情况，并断开C伊特保持适当的稳态 I千价值。当PWMIN再次变高并且负载重新连接时，V外和 V伊特已经达到各自的满载值，负载电流几乎可以瞬间恢复。

图2.具有真彩色PWM调光功能的简化升压转换器。

这种新技术允许快速连接和断开负载。这导致更高的有效PWM调光比，因为对于给定的PWM频率，调光比受到可以提供的最短脉冲持续时间（因此，最低占空比）的限制。

应用

升压型 PWM LED 驱动器

多 LED 系统通常将 LED 串联连接，以确保通过每个 LED 的电流相同，而不管每个 LED 的 I-V 特性如何。在此类系统中，累积LED串电压通常高于系统电源，因此需要升压转换器（V外> V在).图3显示了这种采用PWM调光的解决方案。

图3.PWM 调光升压 LED 应用。

VFBP跨 RL设置 LED 负载电流电平。VFBP已设置（通过 R1和 R2） 至 0.1V，以便在负载电流精度下提高效率。将负载电流检测电阻电压设置为0.1V仅允许电阻器功耗为35mW，而430.1V检测电压则为23mW。最坏情况 VFB<3mV 的失调也确保了优于 3% 的负载电流精度。额外的模拟调光可以通过替换R来实现1和 R2带电位计或其他可变电压源。

电阻器 RTFREQ引脚确定栅极开关频率。所选的 6.04kΩ 值使系统设置为1MHz开关，这允许比标准300kHz开关频率更高的PWM调光比。如果 LED 在电源运行时断开，电阻器 R3和 R4设置最大输出过压关断门限，标称值为 VOV/FB= 1.32V。过压保护在电流源升压应用中至关重要，因为当负载开路故障时，电容器和FET漏极电压很容易超过器件的最大额定值。

由于采用真彩色PWM拓扑和1MHz时钟速率，该升压应用电路可实现超过3000：1的PWM调光比。

降压-升压型 PWM LED 驱动器

在某些 LED 应用中，所需的 Vin和 Vout重叠，因此需要降压-升压或SEPIC功能。图 4 描述了这样一个系统。在此设置中，LED 电流返回到 Vin，并且 LED 实际上看到的电压为 Vout– Vin，允许标称升压配置用作降压-升压。相比之下，SEPIC配置需要基于2电感或变压器的解决方案，这会增加复杂性并降低效率。然而，真正的SEPIC还将提供接地负载，这在某些应用中可能是可取的。

图4.降压-升压 LED 应用。

在这种模式下，PWM调光可通过PWM输入获得，尽管调光比与升压配置中的调光比不相上下。缺少PWMOUT控制的负载开关意味着瞬态响应不能那么快，因为当PWMIN为低电平时，输出电压被允许下降，当PWMIN再次变高时需要一些恢复期。

ILIM引脚提供模拟调光，因为ILIM范围（0.12V

高压 （130V 过压保护） 反激式 LED 驱动器

图130所示的5V应用与图3类似，但由于升压比极高，为了降低GATE占空比，增加了一个3：1变压器，从而不违反器件的最大占空比。

图5.PWM 调光反激式 LED 应用。

该电路能够以150mA电流驱动一串LED，总正向电压可低于130V，此时OV/FB引脚被激活以停止所有开关。这可以防止输出端出现潜在的过压情况。

如图所示，应用电路可以提供500：1的PWM调光比。

其他功能

在上面的130V应用中，由于VFBP>2.5V，LTC3783处于恒流、恒压操作，这意味着控制回路试图将负载感应电阻器电压（VFBP–VFBN）调节在100mV。这不同于升压应用的纯电压模式，其中VFBP＝VFBN。此外，在恒流、恒压模式下，OV/FB引脚变为线性反馈输入，如果（VFBP–VFBN）<100mV，则将VOV/FB调节为1.23V。

审核编辑：郭婷