本應用簡報展示了 14V 升壓轉換器如何為四個白光 LED (WLED) 供電。采用PWM調光控制,LED效率高于典型的30V升壓轉換器。顯示了此設計的其他幾個優點。
MAX1848升壓轉換器集成14V N溝道MOSFET,為三個串聯的白光LED供電。由于 R 低德森MAX1848具有14V開關的低柵極電容,比采用30V開關的競爭升壓轉換器效率更高。但是,MAX1848不能支持三個以上的串聯白光LED。對于使用四個 LED 的應用,只需將它們排列在兩個 LED 的兩條腿中,如圖 1 所示。
圖1.MAX1848可為4個白光LED(兩個串聯LED的兩條橋臂)供電,效率高于競爭的30V升壓轉換器。
需要注意的是,MAX1848在CS時采用非常低的門限電壓(V的7.5%按),以最大限度地降低檢流電阻器的功率損耗,從而提高三種 LED 應用的效率。然而,對于多個支路,良好的支路到支路電流匹配需要額外的鎮流電阻。在此設計中,首先選擇電流檢測電阻為:
為了實現合理的支腳匹配,每個LED的鎮流電阻應至少為20Ω,對于兩個串聯的LED應至少為40Ω。為了簡化設計,第一橋臂選擇標準的1%電阻值:35.7Ω和12.1Ω(總計47.8Ω),第二支路選擇47.5Ω電阻值。較大的鎮流電阻將改善匹配,但會損害效率。
對于 LED 調光控制,PWM 信號經過 R-C 低通濾波并施加到 CTRL。MAX1848在0%占空比(零電流)至100%占空比(最大電流)范圍內線性調節LED電流。此外,該電路在占空比為 5% 或更低時自動進入 1μA 關斷模式,無需額外的控制線路。對于大于15kHz的PWM頻率,一個5kΩ加0.1μF R-C濾波器就足夠了。對于較低的頻率,應增加電容,因為增加電阻會導致LED電流誤差。如果DAC輸出提供模擬電壓,則不需要R-C濾波器。
圖1所示電路使用四個表面貼裝白光LED構建和測試。圖2顯示了PWM調光控制、關斷和支路匹配。圖3顯示了效率與調光和輸入電源電壓的關系。競爭的30V升壓轉換器的效率通常降低10%,尤其是在調光時。
圖2.PWM 調光可調節 LED 電流并控制 1μA 關斷模式。支腿到支路電流匹配良好(優于0.5mA)。
圖3.在整個輸入電源電壓范圍和 LED 調光范圍內,效率仍然非常高,從而延長了便攜式產品的電池壽命。
與競爭方案相比,MAX1848還有其他一些優勢:
開路保護消除了齊納二極管。MAX1848在LED或顯示連接器發生故障時將輸出電壓限制在安全水平。競爭器件需要昂貴的齊納二極管來防止破壞其MOSFET。
極低的 5mVP-P輸入紋波.MAX1848在連續導通模式下工作在1.2MHz。大多數競爭器件以較慢的頻率和不連續導通切換,導致輸入紋波超過100mVpp,這可能會對器件中的其他電路產生負面影響。
軟啟動消除了浪涌電流。在啟動期間,MAX1848的輸入電流永遠不會超過其穩壓值。競爭器件不包括軟啟動或使用效率較低的軟啟動技術,導致啟動期間電池電壓明顯下降。
小包裝選項。MAX1848采用8引腳SOT23(3.0mm x 3.0mm x 1.45mm)和QFN (3.0mm x 3.0mm x 1.0mm)封裝。根據要求,MAX1848可以采用芯片級UCSP? (1.55mm x 1.55mm x 0.61mm)封裝。
用于調光和關斷的 CTRL 輸入。MAX1848可通過DAC的模擬電壓或低通濾波PWM信號輕松調光。調光范圍為線性,從接近零電流到全電流。1μA 關斷模式通過相同的 CTRL 輸入,因此無需其他信號線。競爭設備僅將調光作為考慮后的應用。
CS反饋電壓低,提高效率。電流檢測門限僅為 V 的 7.5%按以減少檢測電阻中的功率浪費。一些競爭器件具有1.25V反饋門限。
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