傳統的 DC/DC 轉換器使用電壓反饋來實現恒定輸出電壓調節。然而,有許多應用需要調節恒定的輸出電流。串聯驅動LED就是這樣一種應用。LT3477 結合了一個傳統的電壓反饋環路和兩個獨特的電流反饋環路,以用作一個恒定電流、恒定電壓源。它是一款電流模式、3A DC/DC 轉換器,具有雙通道軌到軌 100mV 電流檢測放大器,可配置為降壓模式或降壓-升壓模式 LED 驅動器。它具有足夠的通用性,也可配置為輸入輸出限流升壓、SEPIC或反相轉換器。兩個電流檢測電壓都可以使用I獨立調節ADJ1和我ADJ2引 腳。
憑借兩個相同的精準電流檢測放大器,LT3477 能夠提供一個準確的輸入電流限值以及一個準確的調節輸出電流。LT2 采用一個 5.25V 至 3477V 的輸入電壓范圍,可采用多種輸入電源工作。42V 開關額定值允許產生高達 41V 的輸出電壓,可輕松驅動多達 <> 個串聯的白光 LED。如果添加外部電流鏡像電路,降壓模式 LED 配置能夠并聯驅動多個 <> 個 LED 串。
開關頻率可在 200kHz 至 3.5Mhz 范圍內調節,由單個電阻器設定。可用的高工作頻率允許使用扁平電感器和電容器,這在空間非常寶貴的應用中非常重要。廣泛的可用范圍可以優化應用的尺寸和效率。
圖 1 示出了 LT3477 的框圖。電壓誤差放大器具有FBP和FBN引腳,允許正或負輸出配置。通過增加兩個電流反饋控制環路,放大器A3成為三個反饋環路的求和點。根據配置,任何環路都可以通過在 V 處供應或吸收電流來接管反饋控制C節點。三反饋環路拓撲(兩個電流和一個電壓)的獨特之處在于它可以支持恒壓和/或恒流應用。
圖1.LT3477 框圖。
電流檢測電平可通過 I 處的檢測電阻進行調節ADJ1和我ADJ2引 腳。每個電流檢測放大器的默認檢測電壓為100mV,如果IADJ1和我ADJ2引腳連接到高于650mV的電位。如果電位在 IADJ1和我ADJ2引腳低于 625mV,LT3477 線性調節電流檢測電平。圖2顯示了電壓檢測電平與I的關系調整后引腳電壓。對于 LED 驅動器,我ADJ1和我ADJ2引腳可用于調節 LED 電流水平。軌到軌電流檢測放大器可實現靈活的電流檢測方案。
圖2.電流檢測放大器電壓檢測電平與I調整后引腳電壓。
應用
降壓模式高電流 LED 驅動器
圖3顯示了驅動大電流LED的典型應用。傳統上,LED 驅動器使用一個接地電流檢測電阻器來調節電流,但 LT3477 電流檢測放大器采用一種高端檢測方案工作,因此用于電流反饋的檢測電壓不再需要接地參考。在降壓模式配置中,檢測電阻位于輸入電源處。LED 位于檢測電阻和電感之間,肖特基二極管連接在 SW 和 PV 之間在節點。通過高壓側電流檢測,升壓轉換器可有效轉換為降壓LED轉換器,從而提高器件的功率處理能力。此外,V在提供芯片工作電流的引腳可以連接到較低的電壓電平,例如3.3V。因此,芯片本身的功耗也降低了,從而提高了整體效率。通過廣泛的電感器和頻率選擇,可以輕松實現超過 90% 的效率。
圖3.降壓模式大電流 LED 驅動器。
降壓-升壓 LED 驅動器
在某些應用中,輸入電壓可能與總LED壓降相當,或者輸入電壓可能波動至高于或低于總LED壓降。降壓-升壓LED驅動器在此類應用中效果良好。圖 4 示出了 LT3477 降壓-升壓型 LED 驅動器。LED串的陰極端與輸入電壓相連,使其能夠在較寬的輸入電壓范圍內工作。圖5中的R6和R4用于LED開路保護。圖5是該電路測得的效率。
圖5.降壓-升壓 LED 驅動器效率。
330mA LED 驅動器,帶 LED 開路保護
LT3477 還可用于采用傳統升壓型拓撲和電流檢測放大器進行電流調節的 LED 驅動器應用。圖6所示為典型應用電路,圖7所示為效率。圖6使用高壓側電流檢測配置進行反饋控制。如果需要,電流檢測放大器也可用于此應用的接地電流檢測,因此輸出可以直接連接到LED串。我SP2將連接到LED的陰極側,并且ISN2被綁在地面上。電壓反饋用于 LED 開路保護。
圖7.4W LED 驅動器效率。
具有短路保護功能的5.5V SEPIC轉換器
某些應用要求轉換器輸出與輸入直流隔離。SEPIC(單端初級電感轉換器)提供了解決方案。圖8是一個提供5.5V輸出和完全短路保護的實現方案。用于電流檢測的電流檢測放大器不僅提供出色的短路保護,還有助于軟啟動輸出。精確的輸出電流限值確保最大電流設定為 670mA。當負載要求更高時,輸出電壓將下降,同時保持670mA輸出電流。效率如圖9所示。
圖8.5.5V SEPIC轉換器,帶短路保護。
圖9.5.5V SEPIC轉換器,具有短路保護效率。
庫克轉換器
LT3477 為電壓誤差放大器的兩個輸入提供了引腳,因而能夠實現負輸出電壓。圖10是使用Cuk拓撲進行5V至–5V轉換的實現方案。第一個電流檢測放大器用于輸入電流限制,第二個電流檢測放大器用于接地軌電流檢測,以精確限制500mA的負載電流。即使使用兩個電流檢測放大器,在81mA輸出負載下仍可實現高達500%的效率。圖 11 顯示了效率。
圖 10.負輸出電壓 Cuk 轉換器。
圖 11.庫克轉換器的效率。
結論
LT3477 的軌至軌恒定電流 / 恒定電壓操作使該器件成為各種恒定電流設計 (包括負輸出) 的理想選擇。雙通道電流檢測放大器允許靈活配置輸入電流限制、恒定輸出電流和故障安全保護,以及出色的輸出電壓調節。寬輸入電壓范圍和產生高達 42V 輸出的能力使 LT3477 具有極其通用的特點。
審核編輯:郭婷
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