支援穩定照明應用的高整合度LED 驅動器

作者 : David Ng

回到低成本指示燈之主陣地,LED再次成為當之無愧的主角。從汽車前照燈以至USB供電 lava 燈,LED照明現已無處不在。

回到低成本指示燈之主陣地,LED再次成為當之無愧的主角。從汽車前照燈以至USB供電 lava 燈,LED照明現已無處不在。汽車頭燈可謂充分展示了LED優勢的應用實例:其具備了穩定的高品質光源輸出、鋼鐵般的耐用性、與生俱來的高功效;而 USB lava 燈亦可謂只能採用LED應用之範例。

然而,除了這些顯而易見的優勢外,對穩定的電壓與電流的要求使得LED驅動器電路相較於傳統的燈泡要複雜地多。凌力爾特的產品可讓此問題迎刃而解──LTM8040 μModule LED驅動器將所有驅動器電路整合入單個封裝,進而讓設計者可將其時間與精力重新投入對產品成功相當重要的照明設計細節中。

LTM8040是一款降壓DC/DC開關轉換器系統,可驅動總電流高達1A的 LED串。其4V至36V輸入電壓範圍可令其匹配各種電源,包括 2顆鋰離子電池包、整流12VAC電源及工業24V電源。LTM8040具備類比調光與PWM調光方式,因此可達到 400:1 調光範圍。內建 14V 輸出電壓箝位可防止發生LED串開路事故時元件受損。

LTM8040預設開關頻率為500kHz,利用一個從RT接腳接地的電阻器,可將開關頻率設定至2MHz。該元件的整合度讓部元件數目最小化並簡化了電路板佈局。如圖 1 所示,驅動總電流 1A的LED串所需要的只是 LTM8040與一個輸入耦合電容。LTM8040尺寸僅 15mm x 9mm x 2.82mm。

[20160330 Linear AN01P1]圖 1:LTM8040 驅動LED串十分簡單, 只需加上輸入電容並連接LED串即可

LTM8040具備可用於精準控制LED電流幅度的ADJ接腳。ADJ 接腳接受 0V 至1.25V全標度輸入電壓, 可線性調節 0A 至 1A 輸出LED電流。圖2所示為輸出LED電流與ADJ電壓的等比例反應。採用一個 5.11k 精密電阻器,可將 ADJ 接腳從內部拉高至內部1.25V參考,因而,如圖3所示,也可採用一個從 ADJ 接腳接地的電阻器來調整輸出LED電流。

[20160330 Linear AN01P2]圖 2:控制 0V 至 1.25V ADJ 接腳電壓即可控制LED電流幅度

[20160330 Linear AN01P3]圖 3:採用從ADJ接腳接地的單個電阻器即可控制LED 電流

PWM 控制接腳允許高調光比。如圖 4 所示,利用一個與 LED 串串聯的外部 MOSFET,LTM8040 可達到超過 400:1 的調光比。如圖5所示,PWM LED 電流幾乎無失真,甚至在頻率低至 10Hz 時。此處所示為10Hz 時的性能,以證明 LTM8040的能力 ;10Hz可很容易為肉眼所識別,而對實現脈寬調變來說已極低。

[20160330 Linear AN01P4]圖 4:LTM8040 可利用外部 MOSFET以PWM方式對LED串調光

[20160330 Linear AN01P5]圖 5:LTM8040 可利用 PWM 方式調整 LED電流而失真極低,甚至在頻率低至 10Hz 時

[20160330 Linear AN01P6]圖 6:LTM8040 LED 驅動器為採用 LGA 封裝、 僅 9mm x 15mm x 2.82mm 的完整系統

結論

採用 LTM8040 μModule LED 驅動器驅動LED的方式,可謂再簡單不過。其高度整合與涵蓋開路LED保護、類比與PWM調光等豐富的功能配置,而顯著節省了設計時間與電路板空間。

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