实例21.基于LT3474的LED驱动电路
车内白光顶灯和化妆灯可能采用一只或两只3W的LED，每只LED产生75～100lm的亮度。这些LED的典型正向电压范围为3～4.5V，最大电流为1～1.5A。最简单的LED驱动器设计采用降压型稳压器，直接用汽车蓄电池驱动单只LED。
汽车蓄电池的典型工作电压范围为9～16V（典型值为12V）。一个消耗电量的汽车蓄电池，在汽车启动之前电压也许降至9V，汽车启动后交流发电机对其充电，使其电压回复到14.4V。伴随着一些尖峰和过冲，这种典型的蓄电池电源的电压最高可达16V。在通常情况下，当发动机不工作时，充好电的汽车蓄电池电压为12V。在冷车发动时，汽车蓄电池电压可能降至5V甚至4V。关键的电子产品必须能在这么低的电压下保持工作，但是内部照明不必如此。
在汽车蓄电池电源中，高瞬态电压是非常常见的，从蓄电池到底盘上不同地方的长电缆和汽车环境中的电子噪声总是会导致大的电压尖峰。在为汽车设计的LED驱动器选择开关稳压器时，典型的36V瞬态电压必须考虑。在大多数情况下，用简单的瞬态电压抑制器或RC滤波器就可以滤掉更高的电压尖峰。
LT3474是一个固定频率、高电压、大电流、降压型LED驱动器，其内部检测电阻监视输出电流，以实现精确稳流。该器件非常适用于驱动大电流LED，可在35mA～1A的宽电流范围内保持高输出电流精度，以实现一个宽调光范围。该调光范围可以利用PWM引脚和一个外部NMOSFET进一步扩大，从而实现1000:1的总调光范围。LT3474具有如下特点使其非常适用于在汽车环境中驱动大功率LED：
1）它是一个专用的LED驱动器，具有片上高压开关和低压电流监测电阻，以最大限度地缩小电路板面积并简化设计，同时保持高效率。
2）4～36V的宽输入电压范围，允许该LED驱动器直接用汽车蓄电池工作，同时提供恒定的LED电流。
3）降压型拓扑和可调的宽频率范围，允许利用小型、低成本、具有高温度系数的陶瓷电容器提供低纹波的LED电流。
4）恒定开关频率工作加上低阻抗陶瓷电容器实现了很低并可预测的输出纹波。
5）LT3474具有4～36V的宽输入范围，可对来自12～24V汽车电源总线的电源进行宽范围调节。电流模式PWM结构具有快速瞬态响应，并可提供逐周期限流。
6）具有频率折返和热关机保护功能。
LT3474的工作效率在12V输入时高于80%，通过VADJ引脚进行模拟控制时，随着LED电流和亮度的降低，效率会下降，但是功耗仍保持很低。LT3474为汽车蓄电池供电的应用而设计，在置于停机状态时仅消耗低于2μA（典型值为10nA）的电流。在停机状态时还可以起到LED接通/断开按钮的作用，就像按钮或微控制器的作用一样。LT3474的1A降压式LED驱动器典型应用如图4-34所示。
在图4-34所示电路中，LED亮度可由LT3474来控制，把一个模拟电压输入至VADJ引脚，简单的模拟亮度控制通过降低内部检测电阻上的电压，将恒定LED电流从1A降至更低的值，但是LED发光的颜色在低电流时会变化。调光比的实际限制大约为10:1。(https://www.daowen.com)
另一种降低亮度的方法是采用数字PWM调光，把一个数字PWM信号输送至调光MOSFET的栅极和PWM引脚。在PWM接通期间，LED电流稳定在1A。在PWM关断期间，LED电流为零。这在降低亮度的同时保证了LED发光的颜色不发生变化。
PWM功能在集成电路内部可使LED回归至编程电流值时，对PWM调光的响应非常快。LT3474的最大数字PWM调光比为250:1，该调光范围可以利用PWM引脚和一个外部N-MOSFET进一步扩大，从而实现1000:1的总调光范围。
图4-34所示电路能够容许汽车环境中常见的4～36V电压摆幅。采用一个集成NPN开关、升压二极管和检测电阻器的LT3474，可最大限度地减少外部组件的数目。高端检测提供了一种接地负极连接，从而放宽了布线约束条件。只需对电路稍做改动，即可实现PWM和模拟调光。
图4-34 LT3474的1A降压式LED驱动器典型应用
采用一个小输入电容器可实现外形尺寸的最小化。在该应用中，LT3474可提供接近1A的LED驱动电流，采用一个10μF输入电容器的电压电流波形如图4-35所示。在输入端上增设更大电容的LED驱动电路，将把输入电压保持在高于LED电压的水平上。在这种应用中，即使输入端存在120Hz的纹波，LT3474也能够提供一个恒定的LED电流。采用一个220μF输入电容器的电压电流波形如图4-36所示。
图4-35 采用一个10μF输入电容器的电压电流波形
图4-36 采用一个220μF输入电容器的电压电流波形
对于许多LED应用而言，热管理是其核心问题。一种可靠的解决方案是通过使LED结温低于所推荐的限值来维持LED的使用寿命。就该问题来说，对策之一是采用大的散热器，但这样做既浪费空间又增加了成本。更好的解决方案是在LED附近设置一个热敏电阻来检测，将检测的信号变换成一个送至VADJ引脚的电压信号。VADJ引脚适当地减小流经LED的电流，以满足LED制造商规定的功率降额要求。只需对电阻器阻值略加修改便可完成该电路的调节，以供其他大功率LED使用。