Luxeon和Nichia的高輸出1W白光led提供接近12W白熾燈水平的照明水平，而耗散僅1W，持續(xù)50,000小時或更長時間。這些設(shè)備承諾巨大的電力節(jié)省和降低維護(hù)成本，許多燈的應(yīng)用。然而，這些led必須以恒定電流驅(qū)動，以保持適當(dāng)?shù)牧炼?。在工藝和溫度極值范圍內(nèi)，正向電壓降在2.8V和4.0V之間變化。用于驅(qū)動LED的電路必須在保持恒流驅(qū)動的同時補(bǔ)償這種正向電壓變化?，F(xiàn)有的升壓電路通常使用電壓反饋開關(guān)變換器和額外的電路來檢測輸出電流而不是電壓。這導(dǎo)致電路復(fù)雜，效率低。

LTC3490提供了一種簡單的解決方案，可以將單節(jié)或雙節(jié)電池電壓提升到必要的LED正向電壓，并通過LED負(fù)載調(diào)節(jié)電流。高頻(1.3MHz)操作允許小電感和電容值。電流感應(yīng)電阻和回路補(bǔ)償元件在內(nèi)部，減少了元件數(shù)量。LTC3490是一種同步變換器，消除了整流二極管及其相關(guān)的效率損失。唯一需要的組件是升壓電感器和輸出濾波電容器。關(guān)閉和調(diào)光功能增加了一些電阻，在某些情況下建議使用輸入電容。

電路描述

LTC3490是一個同步升壓轉(zhuǎn)換器。其框圖如圖1所示。使用低壓啟動電路，在低至0.9V的輸入電壓下啟動。當(dāng)輸出電壓超過2.3V時，升壓電路導(dǎo)通，啟動電路關(guān)斷。升壓變換器是一個固定頻率，電流模式架構(gòu)。

LED電流檢測與內(nèi)部0.1歐姆電阻在高的一面，它允許LED陰極接地。感測放大器將該電壓與流過比率匹配19.2歐姆電阻的參考電流進(jìn)行比較。將檢測到的電壓差進(jìn)行集成并用于設(shè)置PWM控制器。因此，無論LED正向電壓如何，LED電流都是恒定的。

LTC3490在雙電池應(yīng)用中效率高達(dá)90%，在單電池應(yīng)用中效率超過70%(圖2)。雙電池和單電池電路分別如圖3和圖4所示。

過電壓保護(hù)裝置

輸出過壓保護(hù)是必需的，因?yàn)殡娏鱾鞲锌刂破骺梢则?qū)動輸出電壓到有害的水平，如果沒有負(fù)載。如果LED從電路中取出或發(fā)生故障，則會發(fā)生這種情況。只要輸出電流低于350mA，輸出電壓就會繼續(xù)攀升，沒有過壓保護(hù)會損壞LTC3490。當(dāng)輸出電壓大于4.5V時，過壓檢測器強(qiáng)制LTC3490關(guān)閉。過壓檢測器保持導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)輸出降至4.5V以下時恢復(fù)正常工作。

調(diào)光功能

LTC3490允許使用CTRL/SHDN引腳逐漸減小LED電流。CTRL/SHDN輸入有三個功能:關(guān)機(jī)、調(diào)光控制和恒流輸出。引腳是V(IN)的比率，它允許簡單的電阻分壓器設(shè)置電流值。當(dāng)CTRL/SHDN低于0.2·V(IN)時，器件處于關(guān)斷狀態(tài)，輸出最小電流。當(dāng)CTRL/SHDN大于0.9 V(IN)時，器件工作在350mA恒定模式。當(dāng)CTRL/SHDN在0.2·V(IN) ~ 0.9·V(IN)之間時，LED電流在0mA ~ 350mA之間呈線性變化。

低電量檢測

LTC3490提供兩級低電量檢測。這些水平是由CELLS引腳設(shè)置的，表明電池的數(shù)量。當(dāng)CELLS引腳低時，低電量檢測設(shè)為1.0V，當(dāng)CELLS引腳綁在V(IN)時，低電量檢測設(shè)為2.0V。這分別對應(yīng)于單單元和雙單元操作。當(dāng)電池電壓降至檢測電平以下時，電源的漏極開路輸出LOBAT大頭針拉低了。該輸出可用于驅(qū)動指示器或可反饋到CTRL/SHDN引腳以降低LED電流以延長剩余電池時間。

還有一個欠壓鎖定，當(dāng)電池電壓降至0.8V/cell以下時關(guān)閉LTC3490。這可以防止電池電流過大(單電池)和不均勻放電的鎳氫電池(雙電池)的電池反轉(zhuǎn)。

電池狀況檢查

電池有一種現(xiàn)象叫做放電恢復(fù)。當(dāng)負(fù)載從幾乎放電的電池中移除時，終端電壓恢復(fù)到驚人的高電壓。因此，當(dāng)幾乎放電的電池觸發(fā)LTC3490死電池關(guān)閉時，電流消耗的減少允許電池恢復(fù)。這將打開LTC3490，將負(fù)載放回電池上。電池電壓下降，再次觸發(fā)關(guān)機(jī)。這種現(xiàn)象導(dǎo)致LTC3490快速打開和關(guān)閉LED電流。觀察到的效果是，平均LED電流緩慢下降，因?yàn)殡姵亟咏涑潆娊Y(jié)束。

結(jié)論

LTC3490提供了一個簡單的解決方案來驅(qū)動堿性或鎳氫電池的高輸出白光led。它提供高效率和低零件數(shù)。