LT1937：高效驱动白光LED的升压转换器

在电子设备中，白光LED的应用越来越广泛，如手机、PDA、数码相机等。而如何高效、稳定地驱动白光LED成为了工程师们关注的重点。今天，我们就来详细探讨一下Linear Technology公司的LT1937升压转换器，它在驱动白光LED方面表现出色。

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产品特性

高效与匹配

LT1937具有固有的匹配LED电流特性，典型效率高达84%。从电源驱动能力来看，它能在3.2V电源下驱动多达四个LED，在5V电源下驱动多达六个LED。这使得它在不同电源环境下都能灵活应用，满足多种设备的需求。

高频与小元件

其开关频率高达1.2MHz，这一特性允许使用微小的外部元件。比如可以使用仅1mm高的电感器，输出电容也只需0.22µF。这样不仅节省了电路板空间，还降低了成本。

低轮廓封装

它采用了低轮廓的SC70和ThinSOT™封装，适合对空间要求较高的应用场景。

应用领域

LT1937的应用非常广泛，涵盖了众多常见的电子设备，如手机、PDA、手持电脑、数码相机、MP3播放器和GPS接收器等。这些设备通常对体积和功耗有较高要求，而LT1937的特性正好满足了这些需求。

工作原理

控制方案

LT1937采用恒定频率、电流模式控制方案，能提供出色的线路和负载调节能力。通过参考其框图，我们可以更好地理解其工作原理。在每个振荡器周期开始时，SR锁存器置位，功率开关Q1导通。与开关电流成比例的电压加到稳定斜坡上，所得总和输入到PWM比较器A2的正端。当该电压超过A2负端的电平，SR锁存器复位，功率开关关闭。A2负端的电平由误差放大器A1设置，它是反馈电压与95mV参考电压差值的放大版本。误差放大器通过这种方式设置正确的峰值电流水平，以保持输出稳定。

输出调节

如果误差放大器的输出增加，会有更多电流输送到输出；反之，则输送的电流减少。这种调节机制确保了输出电流的稳定，从而保证了LED亮度的一致性。

关键参数与电气特性

绝对最大额定值

输入电压（VIN）最大为10V，SW电压最大为36V，SHDN电压最大为10V，FB电压最大为10V。工作温度范围为 -40°C至85°C，存储温度范围为 -65°C至150°C，最大结温为125°C，焊接时引脚温度（10秒）为300°C。这些参数限制了器件的使用环境，工程师在设计时必须严格遵守，以确保器件的可靠性。

电气特性

在TA = 25°C、VIN = 3V、VSHDN = 3V的条件下，最小工作电压为2.5V，最大工作电压为10V，反馈电压典型值为95mV，开关频率典型值为1.2MHz等。这些参数是设计电路时的重要依据，不同的应用场景可能需要根据这些参数进行合理的调整。

元件选择

电感器

对于大多数LT1937应用，推荐使用22µH的电感器。电感器应在1.2MHz下具有低磁芯损耗和低DCR（铜线电阻）。文中列举了不同厂家的电感器，如Murata的LQH3C - 220、Panasonic的ELJPC220KF等，并给出了它们的DCR、电流额定值等参数。不同的电感器对效率有影响，工程师可以根据具体需求进行选择。

电容器

陶瓷电容器因其体积小，非常适合LT1937应用。推荐使用X5R和X7R类型，它们在更宽的电压和温度范围内能保持电容值稳定。一般来说，1µF的输入电容和0.22µF的输出电容对于大多数应用已足够。文中还提供了推荐的陶瓷电容器制造商，如Taiyo Yuden、AVX等。

二极管

肖特基二极管是LT1937应用的理想选择，因为它们具有低正向压降和快速反向恢复特性。在选择二极管时，需要考虑正向压降和二极管电容。对于大多数应用，额定电流为100mA至200mA的肖特基二极管就足够了。文中推荐了一些二极管，如Central Semiconductor的CMDSH - 3、CMDSH2 - 3等。

保护与控制功能

开路保护

在输出开路的情况下，当LED从电路中断开或LED故障时，反馈电压将为零，LT1937会以高占空比开关，导致输出电压升高，可能使SW引脚电压超过其36V的最大额定值。可以在输出端使用齐纳二极管来限制SW引脚的电压，齐纳电压应大于LED串的最大正向电压，电流额定值应大于0.1mA。

调光控制

LT1937支持四种不同类型的调光控制电路：

1. PWM信号到SHDN引脚：将PWM信号应用于SHDN引脚，LT1937由PWM信号开启或关闭，LED以零或满电流工作，平均LED电流与PWM信号的占空比成正比。典型的PWM信号频率范围为1kHz至10kHz。
2. 直流电压：通过可变直流电压调节LED电流，随着直流电压增加，R2上的电压降增加，R1上的电压降减小，从而LED电流减小。
3. 滤波后的PWM信号：滤波后的PWM信号可视为可调直流电压，可用于替代调光控制中的可变直流电压源。
4. 逻辑信号：对于需要离散调节LED电流的应用，可以使用逻辑信号。R1设置最小LED电流，RINC设置NMOS导通时LED电流的增加量。

启动和浪涌电流

LT1937没有内部软启动电路，以实现最小启动延迟。首次开启时，若无外部软启动电路，浪涌电流约为200mA。如果需要软启动，可以使用推荐的电路。如果同时使用软启动和调光，不建议在SHDN上使用10kHz的PWM信号，可使用较低频率或通过FB引脚实现调光。

典型应用与效率

文档中给出了多种典型应用电路，如Li - Ion驱动两个、三个、四个、五个和七个白光LED的电路，并给出了相应的效率曲线。不同数量的LED在不同输入电压和LED电流下的效率有所不同，工程师可以根据实际需求选择合适的应用电路。

相关产品

除了LT1937，Linear Technology还有其他相关产品，如LT1615、LT1618、LT1932等。这些产品各有特点，适用于不同的应用场景。工程师在选择产品时，可以根据具体需求进行综合考虑。

在设计使用LT1937的电路时，你是否遇到过一些特殊的问题？你又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验。