实例26.基于LT3486的LED驱动电路

实例26.基于LT3486的LED驱动电路

在豪华型汽车和主流消费类车型中,安装GPS导航和舱内娱乐显示器越来越流行。在日光下,这些LCD显示器需要恒定和明亮的LED串照明,而在夜间工作时需要宽调光范围。与单只LED顶灯相比,LED串带来了不同的挑战。在这些显示器中,6~10只LED组成的多个LED串的电流通常是较低的(小于150mA),因为LED较小,但是累计电压却比汽车蓄电池电压高(大于20V)。就这些监视器而言,具有高效率和高PWM调光能力的大功率升压型DC/DCLED驱动器是必需的。

LT3486是专为此类汽车应用而开发的。LT3486是一款双通道升压型DC/DC变换器,专为从12~14V汽车总线电源以恒定的电流来驱动多达16只LED(每个变换器驱动8只串联LED)而设计。采用LED串联的方式能够提供相等的LED电流,从而获得均匀的LED亮度。在需要的时候,两个独立的变换器还能够驱动不对称的LED串。

图4-50所示的是基于LT3486双输出升压型LED驱动器的应用电路,它以100mA恒定电流驱动两串LED,LED电压高达36V。这个升压型变换器用小的电压检测电阻与LED串和PWM调光MOSFET串联,并具有高效率。在整个汽车蓄电池电压范围内(9~16V)低于LED串的电压。双通道LED驱动器驱动20只LED组成的两个LED串,同时保持最高开关电压低于该集成电路的42V额定值。

图示

图4-50 基于LT3486双输出升压型LED驱动器的应用电路

LT3486在汽车蓄电池的工作电压范围内,效率大约为90%。如果蓄电池电压降至4V,LT3486仍会工作,但要视LED编程电流和LED数量而定,可能进入限流状态。该变换器停机时仅消耗低于1μA(典型值为100nA)的电流。LED电流通过选择外部检测电阻值设定,选择检测电阻时,非常低的200mV检测电阻电压可实现高效率。每个LED串的电流都可以用CTRL引脚上的模拟信号调节,最高调光比为10:1,或者用PWM信号调节,以实现高的调光比。

就夜间观看极亮的显示器(这样的显示器也用于日光下)而言,1000:1的调光比非常有用。LT3486拥有独特的内部PWM调光结构,并在100Hz(高于可视光谱)时采用外部PWM调光MOSFET,因此拥有1000:1的PWM调光比。内部LED电流存储器具有超快PWM响应时间,可在低于10μs的时间内让LED电流从0mA回归到100mA,以实现真彩PWM调光。在高端显示器中,将两个LT3486用于驱动4串R-G-G-BLED,可提供1000:1的调光比,在非常暗的夜间工作时仍可保持显示器的真彩特性。(https://www.daowen.com)

目前,几乎全部汽车都采用红色GaAsLED尾灯,但是大多LED尾灯在寒冷的夜晚太过刺眼,而在闷热明亮的场合又过于暗淡。多年前,就已基于白炽灯制订了控制汽车照明的法定标准,白炽灯工作在几千度的灯丝遇热发光条件下。所以,环境温度即使相差60℃(在20~80℃间),其光输出方面的差别也基本上察觉不到。目前,在寒冷的天气,LED尾灯和白炽灯尾灯的亮度差别显而易见。

汽车采用LED中央高位刹车灯(CHMSL)的优点有:更快达到设定亮度、更高的效率、更长的使用寿命以及很细小的红光LED阵列更易于设计和安装。LED在低于1ms的时间内就可达到设定亮度,从而使后面汽车的驾驶员能够更快地看到刹车灯,因此可以减少追尾事故。相比之下,传统灯泡要花高达200ms的时间才能达到设定亮度。与白炽灯相比,LED灯的功耗可降低80%,从而降低了汽车的燃料消耗。LED的使用寿命会很容易超过汽车的寿命,因此无需更换。为了实现这些LED刹车灯的性能和工作寿命的最大化,采用LT3486设计的LED驱动电路如图4-51所示。

图示

图4-51 采用LT3486设计的LED驱动电路

两个LED串的调光也可通过各自的CTRL引脚来单独地控制。通过把一个PWM信号馈送至各自的PWM引脚,一个内部PWM调光系统可使调光范围扩展至1000:1。LT3486的工作频率可由一个外部电阻器设置在200kHz~2MHz的范围内。一个200mV的低反馈电压(2%准确度)最大限度地减少了电流设定电阻器中的功率损耗,旨在提升效率,并具有LED断接时的输出电压限制功能。LT3486提供了一个占板面积非常紧凑的解决方案,并可采用节省空间的16引脚DFN(5mm×3mm×0.75mm)封装或16引脚耐热增强型TSSOP封装。

LT3486是一种双升压DC/DC变换器,经过专门设计后,它可用12~14V的汽车总线电源以恒定电流驱动多达16个LED(每个变换器可串联8个)。串联连接的LED可使其具有相同的LED电流,从而产生一致的亮度。如果需要,这两个相互独立的变换器还能够驱动非对称LED串。