DC／DC轉換器LT3496及其在多通道LED驅動器上的應用

凌力爾特公司(Linear Technology Corporation)的2 MHz DC／DC轉換器LT3496是針對3通道恒定電流LED驅動器而設計的。LT3496的每通道都可驅動多達8個串聯(lián)的500 mA LED。因此該器件能驅動多達24個500 mA LED。由于每通道都以獨立的True Color PWMTM信號工作，因此每個通道都能以高達3 000：1的調光比獨立調光；其固定的工作頻率及電流模式架構確保了在寬電源電壓和輸出電壓范圍內穩(wěn)定工作。另外，頻率調節(jié)引腳使用戶能夠在330 kHz至2.1 MHz范圍內對頻率編程，優(yōu)化效率，同時最大限度地減小外部組件尺寸。采用耐熱增強型4 mm×5 mm QFN封裝。

LT3496在LED的高端檢測輸出電流，可實現(xiàn)降壓、降壓-升壓或升壓型配置。用戶可采用一只外部檢測電阻編程設置每通道的輸出電流范圍。3個獨立驅動器通道內部都有750 mA、45 V NPN開關，并有內置柵極驅動器用于PMOS通斷。LT3496還具有LED開路保護和熱量限制功能。LT3496主要應用于RGB照明、廣告牌和大屏幕顯示、汽車和電子設備照明及恒流源等。

2主要特性及引腳功能

LT3496的主要特性如下：

True Color PWM調光可實現(xiàn)高達3 000：1的調光比；
內置柵極驅動器用于PMOS LED短接；
具有700 mA、45 V內部開關的3個獨立驅動器通道；
以降壓、升壓、降壓-升壓模式工作；
CTRL引腳在10 mV～100 mV范圍內準確地設置LED電流檢測門限；
低靜態(tài)電流：工作模式時為6 mA，在停機模式時<10μA；
可調開關頻率為：300 kHz～2.1 MHz；
LED開路保護；
寬輸入電壓范圍為3 V～40 V；
表面貼裝組件；
28引線(4 mm×5 mm)QFN封裝。

LT3496的引腳排列如圖1所示，各引腳的功能描述如表1所列。

3工作原理及應用電路設計

3.1 LT3496工作原理

LT3496的工作頻率固定，采用電流模式架構提供最好的線路和負載調節(jié)。通過圖2的電路框圖以了解LT3496的工作原理。圖2中一部分是由振蕩器、斜波發(fā)生器、參考電路、內部調節(jié)器和UVLO組成，這部分被3個通道的驅動器共享；另一部分是由控制電路、電源開關等組成，該部分復制給每一個驅動器所用。如果引腳SHDN接地，則LT3496被關閉，電源電流最??；如果引腳SHDN的電壓大于1.5 V，內部偏置電路開啟，當它們各自的PWM信號為高電平時．開關調節(jié)器開始工作。

下面以一個通道的驅動器為例，詳細介紹主控環(huán)的工作情況。每個振蕩器周期的起始點都要設置SR鎖存(A3)，開啟電源開關Q1。PWM比較器A2的同相輸入端上的信號與開關電流和振蕩器斜波信號的總和成比例，當斜波信號大于VC(誤差放大器A1的輸出)時，A2重新設置鎖，并通過A4和A5關閉電源開關Q1，并通過A10和A2獲得合適的峰值電流以保持穩(wěn)定輸出。放大器A8有兩個同相輸入端，一個是1 V參考，另一個是CTRL1信號。對二者來說，其電壓較低者優(yōu)先，R1上的電壓V1是二者電壓值較低者的1／10。VSENSE是串聯(lián)在LED上感應電阻RSENSE的電壓，VSENSE與V1在A1比較器中比較，若VSENSE大于V1，A1輸出減小，流進LED電流減小，最終，VSENSE降至V1。

通過PWM1和外部P-MOSFET(M1)脈寬調制以調節(jié)LED1亮度，如果PWM1電壓升高，內部驅動器A7開啟M1，驅動器1正常工作，反之，Q1關閉，驅動器1停止工作，M1關閉，LED1斷開，輸出電容C2的電流為零，VC1也與內部電路斷開，補償電容CC上的電流減至最小，VC1和輸出電容維持LED1電流狀態(tài)直到PWM1再次升高。整個過程使其脈寬和輸出亮度之間具有良好的線性關系，確保亮度調節(jié)范圍寬且精確。為了優(yōu)化三個通道的PWM控制，這里還同步了三個通道PWM信號的上升沿。在不要求高調光率的應用中，可省去MOSFET M1以節(jié)約成本。

LT3496含有LED開路保護電路，如圖2所示。OVP1收到外部分壓電阻上的反饋信號，在比較器A6中，OVP1電壓與1 V參考相比較，確定LED的通斷。若驅動器1的輸出電壓增加，使OVP1電壓上升，當OVP1電壓超過1 V時，電源開關Q1關閉，輸出電壓下降，最終，OVP1電壓降至1 V并限定其輸出，此時驅動器1進行LED開路保護，另外兩個驅動器則正常運行。[!--empirenews.page--]

LT3496開關頻率是由FADJ電壓控制，設置FADJ電壓小于1 V可降低開關頻率；若FADJ電壓大于1 V，則默認頻率為2.1 MHz。通常，在要求開關占空比極值時或要求高效率的應用中采用較低的開關頻率。若選擇高開關頻率．需最大限度地減小外部組件的尺寸。

將VREF、FADJ連接至低通濾波器(圖2中的R5和C4)，這樣則具備了軟啟動功能。在啟動期間，F(xiàn)ADJ電壓從0 V慢慢增加至設定電壓，其開關頻率慢慢增加至設定值，這個功能在啟動期間限制瞬間浪涌電流。另外，LT3496還有欠壓鎖定電路，在輸入電壓低于2.4 V時關閉三個通道的驅動器，以防止驅動器在低壓下不穩(wěn)定時誤操作。

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3.2 LT3496應用電路

圖3所示是最小BOM降壓模式LED驅動器的應用電路。為了正常工作，在VIN與GND之間必須放置一只旁路電容，該電容為低ESR陶瓷電容，容量值為1 μF或更高。降壓模式中，當開關斷開時，由于電流反饋回肖特基二極管，使PVIN上電容的電流脈沖最大。為了得到最佳可靠性，該電容應具有低ESR和ESL特性，并具有適當?shù)念~定電流。RMS輸入電流為:500)this.style.width=500;" />

在LED應用中，LED的相對阻抗較低，輸出濾波電容足以降低紋波電流，為了得到相同的LED紋波電流，升壓和降壓-升壓模式應用中所需濾波電容容值比降壓模式中的容值大。對于降壓模式的LED，通常每通道須接一只0.22μF的陶瓷電容；而對于升壓和降壓-升壓模式，每通道需接一只1 μF的陶瓷電容。圖4為三通道升壓100 mA×10 LED驅動器的應用電路。

連接一只與LED負載串聯(lián)的外部感應電阻RSENSE，可對每通道的LED電流編程設置，同時用CTRL輸入設置感應電阻的電壓調節(jié)門限。若CTRL電壓VCTRL小于1 V，LED電流ILED=VCTRL／(10 RSENSE)，如果VCTRL大于1 V，LED電流ILED=100 mV／RSENSE CTRL還可與PTC電熱調節(jié)器相結合，提供LED負載的過熱保護，如圖5所示。
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4 結束語

作為三路輸出的LED驅動器，LT3496可驅動多達24個500 mA LED，并提供3 000：1的TrueColor PWM調光，用戶可根據(jù)需要選擇相應數(shù)量和電流值的LED進行驅動，并通過檢測LED高端的輸出電流，實現(xiàn)降壓、降壓-升壓或升壓型的不同配置。另外，用戶只需用一只外部檢測電阻就可編程設置每個通道的輸出電流，使用方便。LT3496在RGB照明、大屏幕顯示及電子設備照明等方面具有廣泛的應用空間。