LT3475/LT3475 - 1 雙降壓 1.5A LED 驅(qū)動(dòng)器深度解析

在LED照明驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，一款性能卓越的驅(qū)動(dòng)器能為照明系統(tǒng)帶來(lái)更穩(wěn)定、高效的表現(xiàn)。今天，我們就來(lái)深入探討一下 Linear Technology 公司的 LT3475/LT3475 - 1 雙降壓 1.5A LED 驅(qū)動(dòng)器，看看它有哪些獨(dú)特之處，以及在實(shí)際應(yīng)用中需要注意的要點(diǎn)。

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一、產(chǎn)品概述

LT3475/LT3475 - 1 是專(zhuān)為作為恒流源運(yùn)行而設(shè)計(jì)的雙降壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，非常適合驅(qū)動(dòng)高電流 LED。它具有一系列出色的特性，如 True Color PWM? 技術(shù)可實(shí)現(xiàn) 3000:1 的調(diào)光范圍且保持恒定顏色，寬輸入電壓范圍（4V 至 36V 工作，最大 40V），能精確且可調(diào)地控制 50mA 至 1.5A 的 LED 電流等。

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二、產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

（一）調(diào)光性能

True Color PWM? 技術(shù)是這款驅(qū)動(dòng)器的一大亮點(diǎn)。它能在 3000:1 的寬廣調(diào)光范圍內(nèi)保持恒定的顏色，避免了傳統(tǒng) LED 電流調(diào)光時(shí)常見(jiàn)的顏色偏移問(wèn)題。對(duì)于那些對(duì)顏色一致性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景，如舞臺(tái)照明、攝影棚燈光等，這一特性無(wú)疑是非常重要的。

（二）輸入電壓范圍

寬輸入電壓范圍（4V 至 36V 工作，最大 40V）使得 LT3475/LT3475 - 1 能夠適應(yīng)多種不同的電源環(huán)境。無(wú)論是汽車(chē)、航空電子設(shè)備中的電源，還是普通的直流電源，都可以為其提供穩(wěn)定的供電。

（三）電流控制精度

能夠精確且可調(diào)地控制 50mA 至 1.5A 的 LED 電流，并且采用高端電流檢測(cè)，允許陰極接地的 LED 工作。這不僅保證了 LED 工作的穩(wěn)定性，還能根據(jù)實(shí)際需求靈活調(diào)整 LED 的亮度。

（四）開(kāi)關(guān)頻率與元件選擇

200kHz 至 2MHz 的準(zhǔn)確且可調(diào)的開(kāi)關(guān)頻率，配合反相開(kāi)關(guān)技術(shù)，有效降低了紋波。同時(shí)，它可以使用小電感和陶瓷電容，結(jié)合緊湊的 20 引腳 TSSOP 熱增強(qiáng)表面貼裝封裝，節(jié)省了空間和成本。

三、引腳配置與功能

（一）主要引腳功能

• OUT1、OUT2（引腳 1、10）：是電流檢測(cè)電阻的輸入，需連接到電感和輸出電容。
• LED1、LED2（引腳 2、9）：是電流檢測(cè)電阻的輸出，要將 LED 的陽(yáng)極連接在此處。
• VIN（引腳 5、6）：為內(nèi)部電路和內(nèi)部功率開(kāi)關(guān)提供電流，必須進(jìn)行局部旁路。
• SW1、SW2（引腳 4、7）：是內(nèi)部功率開(kāi)關(guān)的輸出，連接到電感、開(kāi)關(guān)二極管和升壓電容。
• BOOST1、BOOST2（引腳 3、8）：用于為內(nèi)部雙極 NPN 功率開(kāi)關(guān)提供高于輸入電壓的驅(qū)動(dòng)電壓。
• GND（引腳 15、外露焊盤(pán)引腳 21）：接地引腳，外露焊盤(pán)必須與 PCB 的接地層電氣連接，以確保良好的電氣和熱性能。
• RT（引腳 14）：用于設(shè)置內(nèi)部振蕩器頻率，例如連接一個(gè) 24.3k 電阻到 GND 可實(shí)現(xiàn) 600kHz 的開(kāi)關(guān)頻率。
• SHDN（引腳 16）：用于關(guān)閉開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器和內(nèi)部偏置電路，2.6V 的開(kāi)關(guān)閾值可作為精確的欠壓鎖定。
• REF（引腳 17）：是內(nèi)部參考的緩沖輸出，可用于設(shè)置輸出電流。
• VC1、VC2（引腳 18、13）：是內(nèi)部誤差放大器的輸出，控制開(kāi)關(guān)的峰值電流。
• VADJ1、VADJ2（引腳 19、12）：是內(nèi)部電壓 - 電流放大器的輸入，用于設(shè)置 LED 電流。
• PWM1、PWM2（引腳 20、11）：控制 VC 引腳與內(nèi)部電路的連接，用于 PWM 調(diào)光。

四、工作原理

（一）基本啟動(dòng)與運(yùn)行

當(dāng) SHDN 引腳接地時(shí)，LT3475 進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)，從輸入源汲取的電流極小。當(dāng) SHDN 引腳電壓超過(guò) 1V 時(shí)，內(nèi)部偏置電路開(kāi)啟，包括內(nèi)部穩(wěn)壓器、參考和振蕩器。只有當(dāng) SHDN 引腳電壓超過(guò) 2.6V 時(shí)，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器才開(kāi)始工作。

（二）電流模式控制

該驅(qū)動(dòng)器采用電流模式控制，反饋環(huán)路控制每個(gè)周期內(nèi)開(kāi)關(guān)的峰值電流，相比電壓模式控制，提高了環(huán)路動(dòng)態(tài)性能并提供逐周期電流限制。

（三）開(kāi)關(guān)周期

振蕩器的脈沖設(shè)置 RS 觸發(fā)器，開(kāi)啟內(nèi)部 NPN 雙極功率開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)和外部電感中的電流開(kāi)始增加。當(dāng)電流超過(guò) VC 引腳電壓確定的水平時(shí)，電流比較器 C1 復(fù)位觸發(fā)器，關(guān)閉開(kāi)關(guān)。電感中的電流通過(guò)外部肖特基二極管流動(dòng)并開(kāi)始減小，下一個(gè)振蕩器脈沖到來(lái)時(shí)，周期再次開(kāi)始。

（四）輸出電流調(diào)節(jié)

內(nèi)部誤差放大器通過(guò)不斷調(diào)整 VC 引腳電壓來(lái)調(diào)節(jié)輸出電流，VC 引腳的開(kāi)關(guān)閾值為 0.8V，1.8V 的有源鉗位限制輸出電流。

（五）LED 電流設(shè)置

VADJ 引腳的電壓設(shè)置通過(guò) LED 引腳的電流，通過(guò) NPN 管和 gm 放大器實(shí)現(xiàn)電流的精確控制。

（六）PWM 調(diào)光

使用 PWM 引腳和外部 NFET 可實(shí)現(xiàn) LED 的脈寬調(diào)制調(diào)光。當(dāng) PWM 引腳為低電平時(shí)，VC 引腳與內(nèi)部電路斷開(kāi)，存儲(chǔ) LED 引腳電流狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)大而精確的調(diào)光范圍。

（七）頻率編程與保護(hù)

RT 引腳可對(duì)開(kāi)關(guān)頻率進(jìn)行編程，在啟動(dòng)和過(guò)載條件下，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器會(huì)進(jìn)行頻率折返，以保護(hù)系統(tǒng)。

五、應(yīng)用信息

（一）開(kāi)路保護(hù)

LT3475 具有內(nèi)部開(kāi)路保護(hù)，當(dāng) LED 缺失或開(kāi)路時(shí)，會(huì)將 LED 引腳電壓鉗位在 14V，并以非常低的頻率運(yùn)行以限制輸入電流。而 LT3475 - 1 沒(méi)有內(nèi)部開(kāi)路保護(hù)，在輸入電壓大于 25V 時(shí)，可能需要外部開(kāi)路保護(hù)電路。

（二）欠壓鎖定

內(nèi)部比較器在 VIN 低于 3.7V 時(shí)會(huì)使器件進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。如果需要可調(diào)的欠壓鎖定閾值，可以使用 SHDN 引腳，并根據(jù)公式選擇合適的電阻。

（三）開(kāi)關(guān)頻率設(shè)置

LT3475 采用恒定頻率架構(gòu)，可通過(guò) RT 引腳連接不同阻值的電阻在 200kHz 至 2MHz 范圍內(nèi)編程開(kāi)關(guān)頻率。在選擇開(kāi)關(guān)頻率時(shí)，需要考慮效率和元件尺寸的權(quán)衡，以及最大占空比的影響。

（四）輸入電壓范圍

最小工作電壓由欠壓鎖定或最大占空比決定，最大工作電壓由 VIN 和 BOOST 引腳的絕對(duì)最大額定值以及最小占空比決定。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體的輸出電壓和開(kāi)關(guān)頻率計(jì)算輸入電壓范圍。

（五）電感選擇

電感值的選擇可以參考公式 (L=(V{OUT}+V{F})cdotfrac{1.2 MHz}{f})，同時(shí)要考慮電感的 RMS 電流額定值、飽和電流和串聯(lián)電阻等因素。對(duì)于不同的應(yīng)用場(chǎng)景，可能需要選擇不同的電感值以滿(mǎn)足最大輸出電流和輸出電壓紋波的要求。

（六）電容選擇

• 輸入電容：建議使用 4.7μF 或更高的 X7R 或 X5R 類(lèi)型陶瓷電容進(jìn)行旁路，以降低輸入電壓紋波和 EMI。
• 輸出電容：對(duì)于大多數(shù) LED，使用 2.2μF、6.3V 的 X5R 或 X7R 類(lèi)型陶瓷電容可實(shí)現(xiàn)低輸出電壓紋波和良好的瞬態(tài)響應(yīng)。

（七）二極管選擇

選擇反向電壓額定值大于輸入電壓的二極管，在 PWM 調(diào)光且高溫環(huán)境下，建議使用低泄漏的肖特基二極管。

（八）BOOST 引腳考慮

BOOST 引腳的電容和二極管用于產(chǎn)生高于輸入電壓的電壓，不同的輸出電壓可能需要不同的電路配置，同時(shí)要確保 BOOST 引腳電壓小于 60V，且與 SW 引腳的電壓差小于 30V。

（九）LED 電流編程與調(diào)光

通過(guò)調(diào)整 VADJ 引腳的電壓可以設(shè)置 LED 電流，可使用電阻分壓器從 REF 引腳產(chǎn)生小于 1.25V 的電壓。調(diào)光控制可以采用 MOSFET 和電阻分壓器或 PWM 信號(hào)兩種方式，總調(diào)光比是 PWM 調(diào)光比和電流調(diào)光比的乘積。

（十）布局提示

在 PCB 布局和元件放置時(shí)，要注意最小化與 BOOST 和 SW 引腳連接的所有走線(xiàn)面積，使用接地層以減少平面間耦合。頻率設(shè)置電阻 RT 和 VC 引腳的電容的接地連接應(yīng)直接連接到 GND 引腳，確保干凈、無(wú)噪聲的連接。

六、典型應(yīng)用電路

文檔中給出了多種典型應(yīng)用電路，包括雙降壓 1A、1.5A LED 驅(qū)動(dòng)器，單步降壓 3A LED 驅(qū)動(dòng)器，以及帶有串聯(lián)連接 LED 的雙降壓 LED 驅(qū)動(dòng)器等。這些電路展示了 LT3475/LT3475 - 1 在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的具體配置，工程師可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行參考和調(diào)整。

七、總結(jié)

LT3475/LT3475 - 1 雙降壓 1.5A LED 驅(qū)動(dòng)器憑借其出色的調(diào)光性能、寬輸入電壓范圍、精確的電流控制和靈活的開(kāi)關(guān)頻率設(shè)置等特性，在 LED 照明驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇元件，優(yōu)化 PCB 布局，以充分發(fā)揮該驅(qū)動(dòng)器的性能優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，對(duì)于電路中的保護(hù)功能和特殊情況，如開(kāi)路保護(hù)、欠壓鎖定等，也需要給予足夠的重視，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。大家在使用過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題或者有什么獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。