Le développement rapide des applications d'éclairage LED remplace presque toutes les formes traditionnelles d'applications d'éclairage.Avec cette accélération, les exigences de puissance du pilote LED ont également augmenté, sinon au détriment de l'efficacité, plus le courant, la précision de détection actuelle pour maintenir le plus Le pilote de DEL doit maintenir la précision de détection du courant tout en fournissant rapidement du courant à plusieurs charges de DEL indépendantes et peut être connecté en parallèle et avec précision au partage de courant.
Certaines LED à haute puissance ont des considérations mécaniques et électriques uniques, et leurs anodes sont électriquement connectées à des feuilles de fond thermiquement conductrices.Dans un pilote LED traditionnel avec une configuration de régulateur buck, la gestion thermique est réalisée en refroidissant le châssis, La connexion par câble positive crée un problème de conception électromécanique. Le panneau arrière doit avoir une bonne conductivité thermique du dissipateur thermique, mais doit également être isolé électriquement (si la tension sur le panneau arrière est différente de celle du châssis). Le processus de production ou l'emballage est très difficile, de sorte que le pilote LED lui-même doit relever le défi de la conception.
Une option consiste à utiliser un pilote de DEL abaisseur de tension à quatre commutateurs, mais le MOSFET de commutation supplémentaire ajoute de la complexité et du coût au système La topologie buck-boost de sortie négative utilise un seul ensemble de MOSFET de puissance de commutation et permet Directement (électriquement) connecté au dissipateur thermique, éliminant le besoin d'un isolateur électrique sur le radiateur et simplifiant la conception mécanique du système.
Pour répondre aux exigences de haute performance, le LT3744 peut être configuré comme un régulateur synchrone buck ou boost négatif qui pilote les charges LED avec un courant continu de plus de 20 A. Les entrées d'alimentation du LT3744 acceptent des tensions de 3.3V à 36V. Lorsqu'il est utilisé comme convertisseur abaisseur, l'appareil régule le courant DEL de 0 V jusqu'à la tension d'alimentation Lorsqu'il est utilisé comme convertisseur abaisseur-élévateur de sortie négatif, le LT3744 ajuste avec précision la DEL de 0 V à -20 V Actuel
La précision de la régulation du courant analogique est de 3% sur toute l'échelle et la précision est meilleure que ± 30% à l'échelle 1 / 20. Le LT3744 dispose de trois entrées de commande analogiques et numériques indépendantes et de trois Sortie du variateur pour une variété de configurations de LED Le LT3744 peut être configuré comme un régulateur buck-boost de sortie buck ou nus en séparant le sens du courant de l'inductance et le sens du courant de la LED. Basé sur la masse de la carte (SGND, masse de signal), il n'y a pas besoin d'un décaleur de niveau discret complexe.
Dans le mâle de sortie négative - configuration d'amplification, la tension globale en avant de la LED peut être supérieure à la tension d'alimentation d'entrée, permettant ainsi une LED conduite à haute pression cordes pour l'alimentation électrique à basse tension lorsque la densité de puissance est considéré comme PCB, la consommation d'énergie des composants discrets nécessaires. Le LT3744 peut également être facilement mis en parallèle pour piloter de grands courants de charge d'impulsion LED ou des courants de charge CC.
Détection de courant de haute précision
Le LT3744 utilise un amplificateur d'erreur de régulation de courant de haute précision qui permet une gradation analogique précise de 1/20 de la plage de contrôle du courant total.Dans des applications où la plage de gradation PWM numérique est limitée ou dans des applications nécessitant de grandes plages de variation Par exemple, le LT3744 est capable d'une gradation PWM de 1250: 1 à une fréquence de variation PWM de 100 Hz et une fréquence de commutation de 1 MHz et peut également être combiné avec une gradation analogique 20: 1 pour fournir une plage de variation globale Développez à 25000: 1.
La figure 1 montre l'uniformité de production de la tension de décalage LT3744 en fonction de la température lorsque l'entrée de commande analogique est 0V, où le nombre typique de dispositifs est 380. Avec un faible décalage de l'amplificateur d'erreur, la boucle de contrôle fonctionne sur une échelle de 1/20 La gradation atteint une précision typique de ± 10% La figure 2 montre la tension de stabilisation sur plusieurs broches de détection de courant de DEL lorsque l'entrée de commande est égale à 1,5 V. La précision de la gamme pleine échelle est meilleure que ± 3%, ce qui équivaut à une précision de ± 1,8 mV à un réglage de l'échelle complète de 60 mV.
NOMBRE D'UNITÉS: Nombre d'appareils 380 UNITÉS TYPES: 380 Appareils Généralement RÉGLÉ VLED_ISP - VLED_ISN TENSION: Stable VLED_ISP - VLED_ISN Tension
Performances sans scintillement
L'une des mesures les plus importantes de la performance est le lecteur LED taux de récupération de courant lorsque la gradation LED PWM. Commutation dans les premiers cycles après le front montant du signal PWM est activé, les performances du conducteur a une grande influence sur la qualité du produit final Le LT3744 utilise des techniques brevetées PWM, de compensation et de synchronisation d'horloge pour fournir une performance sans scintillement même en conduisant des LED jusqu'à 20A.
La figure 3 montre la récupération du courant LED sur une période de 5 minutes avec une alimentation de 12A de la LED rouge avec une fréquence de commutation de 550kHz, une inductance de 1μH, une fréquence de modulation PWM de 100Hz et une durée de 10μs Rapport de variation de 1000: 1.) Le graphique montre environ 30 000 cycles de variation, sans gigue dans les formes d'onde de commutation, et chaque cycle de commutation de récupération est le même.
10V / DIV: 10V5-MINUTE PERSISTENCE par grille: 5 minutes restantes
Gradation à haute vitesse entre 3 courants stables différents
Dans les systèmes de projection, permettre à la source lumineuse de s'allumer plus rapidement réduit les contraintes de temps, et les contraintes de temps réduites augmentent également le taux de rafraîchissement de l'image, qui fournit des images à haute résolution et réduit l'effet arc-en-ciel. Le LT3744 peut faire la transition entre différents états de courant de sortie dans moins de 3 moyennes de commutation.
Il y a trois état d'équilibre de LT3744 actuel, de sorte que le concepteur du système peut déterminer le mélange des couleurs de la température de couleur de chaque LED peut atteindre une très grande précision de la couleur par le mélange des couleurs, la couleur LED pour corriger les inexactitudes en raison de l'élimination de tous les systèmes de production déviation. le LT3743 un petit courant et deux états courant élevé, a trois LT3744 état actuel, les trois couleurs (RVB) de la LED peuvent être mélangés les uns avec les autres dans leur sortie optique respective de LED couleur indépendamment correct.
La figure 4 montre une unité de sortie d'entrée de 24V / 20A pilote à LED, le conducteur fournit trois différents courant constant, lequel courant est déterminé par l'état numérique de la tension analogique et la broche PWM sur CTRL. A noter que, étant donné que RS est utilisé seulement pour limiter la courant de crête de l'inducteur et de protection contre les surintensités fournir absolue, la précision des résistances n'ont pas très élevé, ce qui réduit le coût du système.
20A MAXIMUM: maximum de 20ABLUE: Blu-ray
La gradation PWM entre les trois états actuels est illustrée à la figure 5 et à la figure 6. Les signaux PWM sont activés et désactivés séquentiellement sur la figure 5. PWM3 a la priorité la plus élevée et PWM1 est la plus basse, ce qui permet un signal d'entrée rapide Conversion pour modifier le courant de sortie comme indiqué dans la figure 6, le signal d'entrée PWM peut avoir n'importe quelle durée entre les intervalles.
Une solution complète de LED RGB pour les projecteurs pico ou les projecteurs de smartphone
Dans le système de projection miniature ou d'un système de projection, téléphone intelligent, et son coût est très important de réduire l'espace occupé par la solution totale. Dans de telles applications, l'espace PCB est extrêmement limitée, le volume total des solutions d'entraînement (y compris la hauteur du composant) doit être réduite au minimum. Le fait de piloter les trois voyants avec un seul pilote LED peut réduire considérablement l'espace requis, permettant l'utilisation de batteries plus grandes ou de LED plus puissantes pour prolonger la durée de vie de la batterie et améliorer le débit du système de projection.
Le LT3744 combine à la fois la technologie à capacités commutées et le pilote à grille flottante pour former une solution RVB complète avec un seul pilote de LED Le LT3744 fournit un pilote de porte unique pour la broche de sortie PWM. Sur la broche VFNEG, toutes les portes de l'interrupteur à l'état hors tension peuvent être abaissées à une tension négative, ce qui garantit que l'interrupteur en série avec le condensateur de sortie ne s'allume dans aucune condition. Différence de pression
Chaque LED peut être allumée séquentiellement, avec un certain retard entre les deux, ou selon n'importe quel mode fourni à l'entrée numérique PWM En outre, avec trois entrées de contrôle analogiques indépendantes, chaque LED peut être différente Fonctionnement en courant stable Lorsque le LT3744 est configuré comme un convertisseur abaisseur-élévateur de sortie négatif, une seule batterie Li-Ion peut piloter trois chaînes LED indépendantes avec un seul contrôleur. Conçu pour le rendement négatif de 3.3V / 5A, le conducteur de LED de Buck-Boost de 3 couleurs.
Deux pilotes de LED LT3744 connectés en parallèle pour former un pilote LED double 324W
Un facteur limitant important dans toute conception de contrôleur haute puissance / courant fort est la densité de puissance de la carte, qui est limitée à environ 50W / cm2 pour éviter que les composants du circuit d'alimentation ne montent trop haut. Dans les cas où plusieurs convertisseurs peuvent être mis en parallèle pour partager la charge lorsque la puissance requise par une charge de DEL dépasse la limite qui peut être fournie par un seul pilote (restant dans la limite de densité de puissance).
MOSFET de puissance comprend un nouveau contrôleur d'entraînement élevée LED de courant efficace peut fournir environ 200W (taille des solutions d'environ 4cm2), et la température de tous les composants pour limiter chemin d'alimentation à moins de 80 ° C. 200W de la charge LED est supérieure à la En outre, le LT3744 peut être mis en parallèle pour limiter la hausse de température de n'importe quel composant Toutes les sorties compensées doivent être connectées en parallèle pour permettre le partage de courant entre les convertisseurs.
La figure 8 montre un convertisseur 324W composé de deux cartes de démonstration ADI DC2339A en parallèle, où chaque contrôleur parallèle génère 27A et génère 54A au total à 6 V. En appliquant le Les sorties compensées sont connectées entre elles et les deux contrôleurs fonctionnent à l'unisson pour assurer une mise en route régulière et précise et une régulation DC précise.
La figure 9 montre le démarrage du courant de la LED pour chaque carte.Notez que le courant permanent fourni par chaque carte est le même tout au long du démarrage.La figure 10 montre que lorsque le DC est stable et pas de gradation PWM Un excellent partage de courant est obtenu entre les deux cartes d'application (les formes d'ondes sont directement superposées). La figure 11 montre qu'à un cycle de fonctionnement de 100%, la température s'élève à environ 55 ° C au-dessus de la température ambiante. L1 est l'inductance, Q1 et Q3 sont des FET de puissance de commutation, R5 est la résistance de détection de courant d'inductance, R32 est la résistance de détection de courant de DEL et U1 est le LT3744.
CANAL: canal 10ms / DIV: 10ms par cellule
Dans cette application, la gradation PWM peut être effectuée sur deux chaînes LED indépendantes à 54 A. Avec la gradation PWM, la figure 12 montre que le courant LED est parfaitement réparti entre les deux drivers Pendant le test, le temps de montée du courant LED de 0A à 54A était de 6,6μs Les connexions électriques de chaque sortie du driver vers la LED doivent être soigneusement équilibrées pour éviter d'ajouter une inductance à l'un ou l'autre chemin, ce qui réduirait le temps de montée effectif.
La figure 13 montre l'élévation de température pour chaque carte de démonstration avec un courant de LED de 54 A à 50% de variation PWM Pour minimiser l'inductance de chaque carte de démonstration à la LED, la carte pilote LED parallèle est monté directement Les uns au-dessus des autres Une disposition plus optimale consiste à avoir deux lecteurs montés sur une seule carte de circuit avec la disposition de chaque miroir étant des images miroir les uns des autres à travers leur connexion commune aux DEL Chaque fois que la conception est de la DEL Conduire à la voie de conduction de la LED à haute intensité, vous devez prêter attention à l'inductance globale.L'inductance étant fonction de la longueur du fil, puis le fil plus long, le temps de récupération du courant LED plus longtemps, quelle que soit la vitesse du lecteur.
Les deux LT3744 sont mis en parallèle pour former un driver de LED 120W à sortie négative.
Les applications négatives, comme les convertisseurs de sortie non négatifs, présentent les mêmes problèmes thermiques et posent des problèmes de conception pour augmenter le courant inducteur. Par exemple, si l'entrée est 3,3 V, la sortie entraîne une LED verte, et la LED a une tension directe de 6 V à 20 A, le courant de crête de l'inducteur est de 70 A. L'inducteur utilisé dans cette conception Le courant de saturation doit être supérieur d'au moins 20%, donc dans ce cas il doit être supérieur à 80A.
Comme ce courant circule à travers le MOSFET de commutation, la valeur MOSFET doit être supérieure à 80 A. En mettant en parallèle deux convertisseurs Buck-Boost à sortie négative LT3744, le courant de commutation crête est réduit de moitié, ce qui réduit le besoin d'alimentation Exigences de composants.
Dans une topologie buck-boost de sortie négative, le courant d'inductance n'est fourni à la charge que lorsque le FET synchrone est activé Si deux convertisseurs parallèles sont autorisés à fonctionner à leur fréquence libre, alors Il y a une fréquence de battement importante due à la légère différence de fréquence de commutation. Pour éviter ce problème, chaque convertisseur utilise la même valeur de RT, mais ces convertisseurs sont synchronisés avec une horloge externe. Dans l'application, le convertisseur est conçu pour fonctionner à une fréquence non synchronisée de 300 kHz avec une horloge synchrone de 350 kHz.
La figure 15 montre l'élévation de la température du composant pour une alimentation en courant de 30A vers une DEL dans une application parallèle à élévation de puissance négative.
Conclusion
Le LT3744 est doté d'une grande précision de régulation du courant, de drivers de portes PWM flottantes et d'une translation du niveau du signal d'entrée pour piloter les LED dans une grande variété d'applications.Le LT3744 peut être utilisé comme driver unique dans les systèmes de projection RVB. Réduire l'espace total requis pour la solution, ce qui permet d'utiliser les téléphones intelligents sortie lumineuse grande projection vidéo.
En utilisant trois états de régulation de courant, le LT3744 permet aux concepteurs de systèmes de déterminer librement les couleurs des LED pour produire des images vidéo couleur plus précises Le LT3744 génère une tension négative en ajustant directement le courant LED et en décalant tous les signaux Le LT3744 peut être connecté très simplement en parallèle pour fournir des courants extrêmement élevés aux LED avec une grande précision de courant et un partage de courant, même sur PWM La même chose est vraie pour la gradation. Le LT3744 parallèle réduit la température de la carte et le courant inducteur et augmente la puissance LED supportée à des centaines de watts.