1、【Word版本下載可任意編輯】 LT3796-1控制器的高可靠性和高性能模擬調光系統的設計 LT3796-1 是一款 DC/DC 控制器，其專為在輸出端上調節一個恒定電流或恒定電壓而設計，這是驅動 LED 必不可少的要求。該器件地擁有兩個獨立的電流檢測放大器，而且它的高壓側 PMOS 斷接開關驅動器既可以與開關穩壓器組合運作 (采用 PWM 引腳)，也可以獨立運作 (采用 TGEN 引腳)。 這些特點使得 LT3796-1 能夠滿足某些特殊 LED 應用的需要。例如，在高可靠性照明中，該控制器可被配置為驅動兩個并聯的 LED 燈串，以便能檢測任一燈串中的單個故障 LED (采用另一個燈串為基準

2、)。或者，對于那些要求準確模擬調光的應用，可以對兩個電流檢測放大器開展擴展以把 LED 電流調節在兩個范圍：高和低，從而將一個高功率 LED 驅動器的模擬調光能力擴展至 100:1，與采用單個電流控制環路時通常可以獲得的調光范圍相比改善了 10 倍。 利用故障 LED 檢測能力驅動兩個相同的并聯 LED 燈串 要 想檢測燈串中單個出現性能劣化或短路的 LED 是件很棘手的事情，這是因為正向電壓會在整個負載、溫度和制造容差范圍內發生非常大的變化。消除此類變化的一種方法是采用兩個并聯的匹配燈串，這樣一來兩 個燈串之間的任何正向電壓相對偏差都可以指示某種故障的發生。在這類解決方案中，燈串初是采用揀選

3、零部件制作的，其挑選的宗旨是實現總正向電壓降的匹 配。 由單個輸出驅動兩個并聯燈串的一個潛在問題是，倘若其中的一個燈串變至開路或不導通狀態，那么另一個燈串中就可能流過兩倍的電流。LT3796-1 中的雙電流調節環路可用于防止發生這種電流擾亂的情況。 圖 1 示出了怎樣在一個升壓 LED 驅動器中配置 ISP/ISN 和 CSP/CSN 電流檢測放大器。在正常操作中，ISP/ISN 電流環路起主導作用并設定 LED 電流。流過 LED 燈串 1 的電流在 ISMON 上。CSP/CSN 電流環路一般負責在 CSOUT 引腳上提供監視，因為它被設定在比 FB2 的調節點低 25%。CSOUT 引腳

4、按下式 LED 燈串 2 的電流： 如果兩個燈串呈現不平衡，則引腳 ISMON 和 CSOUT 將以電壓來顯示相對的 LED 電流偏差。通過在外部比較兩個模擬信號，可利用一個外部控制器觸發故障信號。 圖 1：用于成對 LED 燈串的升壓 LED 驅動器，其具有針對任一燈串中的故障 LED 之檢測和保護功能 圖 2 示出了燈串 1 中的一個 LED 短路時的示波器波形。ISP/ISN 電流檢測放大器可即時檢出過流事件，并將兩個 PMOS 開關全部斷接。在一個軟起動周期之后，ISP/ISN 電流環路開始將 LED 燈串調節在一個新的輸出電壓，此電壓對應于 8 個 LED 的正向電壓降。由于新的輸出

5、電壓不能驅動 9 個 LED，因此 LED 燈串 2 停止傳導電流且 CSOUT 0V。同樣，假設燈串 2 中的一個 LED 短路，則 CSP/CSN 電流環路接收控制并通過 FB2 引腳將輸出電流調節至 625mA，如圖 3 所示。LED 燈串 1 此時停止傳導電流且 ISMON 0V。 圖 2：將燈串 1 中一個 LED 短路 (針對圖 1 所示電路) 圖 3：將燈串 2 中一個 LED 短路 (針對圖 1 所示電路) 另外，該轉換器還通過高壓側 PMOS 斷接開關驅動器引腳 TG 為兩個燈串提供了高性能 PWM 調光和穩健的短路保護。位于 ISP/ISN 電流檢測放大器內部的內置過流比較

6、器負責保護燈串 1 免遭短路的損壞，而由 D4、Q1 和 R9R11 形成的電路則用于檢測燈串 2 的短路、將 FB1 引腳驅動至高電平和關斷PMOS 開關 (M2 和 M3)。 具 100:1 模擬調光比的 LED 驅動器 許 多高功率 LED 應用要求一個很高的模擬調光比，而這依靠單個電流檢測通路是很難實現的。問題在于動態范圍：在高電流條件下，需要一個低差分電壓 (通常為 250mV 或更低) 以限制檢測電阻器中的功率耗散，但由于可用信號如此之小，因此即使面對 10% 的模擬調光，幾 mV 的電流檢測放大器準確度也會對檢測電壓中的誤差產生相當可觀的影響。 LT3796-1 的兩個電流檢測環

7、路通過在兩個環路之間分割電流調節任務而使其能夠產生一個高的模擬調光比。一個環路具有用于限制高電流通路中功率耗散的低值檢測電阻器， 而另一個環路則在低電流通路中使用了一個較高的檢測信號以在不太擔心功率耗散的場合提升準確度。圖 4 示出了通過采用 LTC1541 (一款內置于單個封裝中的高精度基準、運放和比較器) 而將 LT3796-1 配置為在 SEPIC 模式中產生 100:1 模擬調光比的情形。 圖 4：一款具 100:1 模擬調光比的 SEPIC 模式 LED 驅動器 假設 M2 的 RDS(ON) 可忽略不計，那么在介于 200mA 和 1A 之間的高電流范圍中，ISP/ISN 電流環路

8、將輸出電流調節在： 當 VCTRL 降至低于 1.2V 時，LTC1541 的比較器將強制 TGEN 引腳為低電平并斷接 M2。于是，LED 燈串僅由 CSP/CSN 環路開展檢測和調節。當 CSP/CSN 環路負責控制時，FB2 引腳電壓被調節在 1.25V，而 CTRL_IN 輸入通過從 CSOUT 引腳拉出電流 (經由 R6) 來設定 CSP/CSN 門限。CSP/CSN 調光范圍從 668mV 至 33.4mV，可檢測介于 200mA 至 10mA 之間的低 LED 電流，同時保持準確度。總之，組合的雙電流環路可提供 100:1 的模擬調光范圍，如圖 5 所示。 圖 5：ILED 與 CTRL 的關系 (針對圖 4 中的解決方案