大电流LED驱动器(精)

1、 电子发烧友 电子技术论坛LTC3454大电流LED驱动器近年来，手机不断更新，其功能越来越多，除了主要的通话功能外，还可发送、接收短信、照相、听音乐， 甚至于可上网、看电影，真是神通广大。此外，手机还能用作手电筒，虽然说这功能没有什么新奇，但很 实用。能实现此功能的就是凌特公司最近推出的大电流白光LED驱动器LTC3454，它除了在手机照像时用作闪光灯外，还可在减小电流时用作可调光的手电筒。LTC3454可用1节锂离子电池(2.74.2V)供电，能以1A的电流驱动白光LED作闪光灯。在电池的 电压VBAT大于LED的正向压降VF时，它工作于降压模式；若电池电压下降，VBATv P> &

2、lt; pLTC3454的特点LTC3454的内部是一种开关型升/降压式DC/DC转换器。该器件主要特点: 小于或等于LED的正向压降VF条件下工作，延长输入电压VIN可以在大于、提高了转换效率：在手电筒了电池在两次充电之间的工作时间；采用同步整流升压及同步整流降压技术，工作模式时，其效率大于 90% ;在闪光灯模式时，其效率大于80%;输入电压范围宽，2.7 5.5V;输出电流大，连续输出电流可达1A ;驱动功率LED的电流可编程，并可通过外部来调节，实现调光；编程的电流精度可达3.5%;内部有软启动，有 LED开路及短路保护；固定 1MHz开关频率；有关闭驱动器控制， 在关闭状态时耗电几乎

3、为零；有过热保护及输入低电压锁存功能；小尺寸散热增强型10引脚DFN封装(3mrW 3mm );工作温度 -40 +85 °Co应用领域主要是手机、数码相机、PDA等处，还可用于矿灯、应急灯及强光手电筒。引脚排列及功能LTC3454的引脚排列如图1所示，各引脚的功能如表 1所示。f!ii mEN1EhfPISETtIS£T2LEDSW1VinVcVOUI&W2图1 LTC3454的引脚排注表1 LTC3454引脚功能详解引脚符号功能1EWL驱动电流兀m的使能端，高电平有效（>O.&SVX1电平C «飞列肮.2门关闭£EH2駆动电流曲

4、的使能端 > 高低电平与EH1同3led电疏1山1的设定端，外接电阻R匹中到地来设定lee的电探七，5尸3650（ 0.刊阳辽E J4临LED电硫工grp的设定喘 > 外接电阻孔ETE到地来设定led的电流工中，【让尸处50 （O.eV/R-若IgET设有HetL并且EN1端为高电平则LEE的电流为I伯严汕Tf5LED接LEE的阴扱.LED接在与led端之间电疣从化经LED后流入LED端,见图2eS W 2开关的结点.外部的电感器L1接在貓1与酬2之间电感器L"务T5 k H7升/降压式DC/DC换器的辅出區 此端需外接1个4.TT 口 A F片状冬展陶瓷电容（MLtX

5、）到七e内部误差放丈器输出端的补偿点.此点连接1个山1 PF的fflLC匚到地兀的电压高低能控制内部 开关爼成升压式或降压式工作s电源辅入端（2 T5 5V3L此建外接1會2P r电® C HLCC 3到地10Stt 1开关结点此端连接1个电感器L1 1另一端接列2端11散热垫艮GND电源的接地点.散热垫接地可改善散热效果点击看原图主要参数LTC3454的主要参数：输入电压VIN=2.75.5V ;工作电流典型值为 825 gA;关闭状态时耗电小于 1 gA; 低压锁存时耗电5gA （输入低压锁存阈值电压约 2V） ;VEN1、VEN2的高电平阈值为 0.681.2V , VEN1、

6、 VEN2低电平阈值为 0.20.68V ;调节后的最大输出电压 VOUT=5.15V（典型值）；振荡器频率fsw=1MHz ; 软启动时间典型值为200g s工作原理简介LTC3454内部结构可分成两个部分：升 /降压DC/DC转换器分及LED电流设定电路部分。它主要由4个功率MOSFET组成A、B、C、D4个开关控制电路、栅极驱动电路、误差放大器（其反相端输入LED的设定电流ISETX电流检测升/降压DC/DC转换器部分升/降DC/DC转换器部分的结构框图 2所示。（A、D 为 P-MOSFET，C、D 为 N- MOSFET ）、 的电压是LED的电流ILEDX电流检测电阻R的值；同相端

7、输入的电压是 电阻R的值）。LL理_E 离工 f韵SR0. IjiFB1S WLEDJttt  图2 DC/DC部分具体结构误差放大器输出的电压 VC与DC/DC转换器工作状态有关：当 VIN>VF,ILED X R>ISETXR，使误差放大 器输出电压VCV1.55V时，则DC/DC转换器工作于降压模式，如图 3所示。此时，开关 D导通、开关C 关断；受VC控制的PWM信号使开关 A、B轮流导通。在这种情况下，其电路可简化成如图4所示的降压式电路。A是开关管，B是同步整流管。片空出图3 DC/DC转换器工作模式LIJr图4降压模式DC/DC简化电路当VIN1.6

8、5V，则DC/DC转换器工作于升压模式，如图3所示。此时，开关 A导通、开关B关断；受VC控制的PWM信号使开关C、D轮流导通。在这种情况下，其电路可简化成如图5所示的升压式电路。C是开关管，D是同步整流管。R泄主IU图5升压模式DC/DC简化电路当VIN-VF时，误差放大器输出电压 VC在1.551.65V范围内，它处于升/降压模式，即可能是升压模式, 也可能是降压模式。< /p>VC来改变从图3中可看出，在VINVF时，转换器处于升压模式或降压式，由误差放大器的输出电压使LED流过的电流ILED接连设定的LED电流ISET。PWM的占空比（D ），LED电流设定部分LED电流是

9、通过在IS及在SET2端设1个RISET2来设定的。这部分的电路框图如图6所示。它由LEDET1 端设 1 个 RISET1电流设定放大器1、LED电流设定放大器2、基准电压源（0.8V）、两个N-MOSFET及电流镜电路等组成。电流镜的比值是1:3850，其一路流出电流为并且有l=IISET1+IISET2的关系。IISET1通过I,而另一路则是3850I。这电流分成两路：IISET1及IISET2， N-MOSEFT（Q1）、经 RISET1 流入地，IISET2 通过 Q2、经RISET2流入地。IISET1与RISET1的关系为:IISET1=0.8V/RISET1同样，IISET2

10、与 RISET2 的关系为：IISET2=0.8V/RISET2则 I 为：l=0.8V(1/RISET1+1/RISET2)从图6中可看出，当有I流入RISET1及RISET2时，就有3850I流入R，则误差放大器同相端的电压 等于3850I >R。误差放大器反相端的电压等于ILEDX R,按同相端的电压与及相端相等的原理。v（0. 8VR13“RtKiTsIQIn1LEBUl祇设1泪±电SffiQ2电：EX2ILED XR=3850l XRILED="3850I"=3850在要求一定的ILED1 个 RISET1 或 RISET2图6 LED控制电路)0

11、.8V(1/RISET1+1/RISET2)时，可取合适的 即可。如果选择RISET1及RISET2来满足。如果要求的 ILEDv500mA，则只要用RISET1,则ISET2可悬空，EN2可接地。则ILED="3850" X0.8V/RISET1应用电路有闪光灯及手电筒功能的白光 LED驱动电路RISET1=20.5k Q ,RISET2=3.65k 则，在 如表2所示。VhIleoL1 如H30.6k 1%Ma Km图7是一种有闪光灯及手电筒功能的白光LED驱动电路。该电路由1节锂离子电池供电，设EN1及EN2施加不同的电平，LED有关断及三种不同电流 ILED，图7有

12、闪光灯及手电筒功能的白光LED驱动电路表2三种模式下的LED电流值EH 1EN2mA)00D咲gn0115010eso111 A150mA可用作手电筒用时的ILED , 850mA可作闪光灯用的电流。若要求闪光灯有更大的电流时,EN1=EN2=1U ILED=1A.在 EN1=0、 EN2=1 时,ILED="3850" ><0.8V(1/20.5k)=150mA在 EN1=1、EN2=0 时,ILED="3850" >O.8V(1/3.65k) = 843.8mA在 EN1=1=EN2=1 时,ILED="150mA&quo

13、t;+843.8mA - 1000mA 图7中，LED用的是LUMILEDS 公司型号为LXL-PWF1的LED，电感器L1用的是 SUMIDA 公司型号为CDRH6D28-5RONC 的。由3节镍氢电池驱动ILED=500mA的电路种由3节镍氢电池驱动白光 LED，使ILED=500mA电流的电路如图 8所示。在图8中，在ISET1端 设了 619kQ电阻，由EN1来控制其亮、灭。ISET2悬空，EN2接地。LED用的是LUMILED 公司的产品,型号为LXCLLW3C ;电感器 L1是 TOKO公司的A997AS-4R7M。LlnrwiMVojl|S?SWASWD 口 |EN1VcIMHJ

14、eucK-0OQsrLTC54MJgRO tEXPQSW PAD)'setsLED;LUM(L£DE.U(CLLW3CL1：TQKOA$7A$-Jft7l图8由3节镍氢电池驱动白光 LED电路若要求不同的ILED，改变RISET1的阻值即可。LED的调光从上面应用电路的介绍中，已知改变ISETX端的电阻可改变LED的电流ILED，则可改变LED的亮LED调光的方法有4种，如图9所示。度达到调光的目的。实现VOUTf 啲Uf lOkHi9-dwrvi图9 LED调光电路图9-a所示为用电压型 DAC来实现调光，ILED与VDAC的关系:ILED="3850"(0.8V -VDAC)/RSETRSE1> Rmin (Rmin 为不使 ILED>1A)图9-b所示为用电流型DAC来实现调光，ILED与IDAC的关系:ILED="38