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环球体育登录平台:选用2 MHz单芯片降压-升压DC-DC转化器和LED驱动器消除PCB空间受限的

发布时间:2021-08-29 13:08:31 来源:环球体育登录不上 作者:环球体育网站下载

  跟着电子设备尺度不断缩小,它们的内部电路有必要同步缩小。产品小型化成为各行各业的明显发展趋势,这为工程师在空间受限的规划中完结适宜的处理计划带来了新的规划难题。

  为了满意紧凑型电子设备日益严厉的尺度要求,集成电路(IC)规划人员将外部元件集成到器材内部,以最大程度地削减外部元件数量。在构建一切电子设备所需的各种电路中,缩小DC-DC转化器的尺度相同极具应战性,因为它们无处不在(一切设备都需求电源),电源规划人员通常会面对这样一个实际,即缩小处理计划尺度往往会对功用发生负面影响。

  例如,能明显节约PCB面积的一种办法是选用单芯片DC-DC转化器,该转化器将经过精心挑选的电源开关器材集成到IC封装之中,然后使所需外部元件削减为少数的无源器材。在许多情况下,与外部电源开关操控器规划比较,紧凑型规划最终会带来不需求的成果,即在更小的空间中增加了功率损耗,然后发生更高的温升。为了防止发生的热量水平形成困扰,挑选适宜的单片式DC-DC转化器关于规划紧凑高效的电源体系至关重要。

  图1这款根据LT3942的演示电路(DC2404A)展现了一种高功用、紧凑型DC-DC稳压器处理计划,专门用来在这种情况下驱动LED。

  LT3942是ADI公司十分通用的单芯片降压-升压稳压器IC之一。该升压-降压转化器能够应对在创立灵敏紧凑的DC-DC转化器处理计划的一起不会献身功用的应战。LT3942将四个40 V/2 A电源开关、两个栅极驱动器自举二极管及其一切的操控和驱动器电路集成到一个4 mm × 5 mm小型QFN封装中。因为具有高达2 MHz作业开关频率才能,因而能够最大程度地减小外部元件的尺度,节约PCB空间,一起为各种DC-DC转化器供给了高带宽作业功用。

  LT3942具有与LT8390A/LT8391A系列降压-升压操控器IC相同的峰值电流形式操控计划,并且能够在2开关升压、4开关降压-升压(升压-降压)和2开关降压作业形式之间无缝转化。转化器监测并比较其输入和输出电压,以确认正确的作业形式。当PVIN:PVOUT的比率发生变化并迫使转化器转化形式时,LT3942坚持稳压效果,一起能够在开关对之间智能切换操控。

  除了经过多种PVIN:PVOUT组合来调理输出电压之外,LT3942还能够装备为调理输入或输出电流,以用于恒定电流调理运用。来自ISMON引脚的电流监控反应供给了一个与实测电流成份额的缓冲电压输出,然后答应衔接的电路监控实测的电流水平。这种调理电流或电压的才能使LT3942十分合适用作LED驱动器、紧凑型电池充电器、微型太阳能电池板供电的转化器或通用稳压器。

  图2 DC2404A运用LT3942创立了一个紧凑型14 W LED驱动器运用,可在宽输入规模供给安稳的输出电流。

  图1显现了根据LT3942的紧凑型LED驱动器的完好评价电路。该处理计划能够为四个(最高14 V)串联的一串白光LED供给1 A电流。最大功率输出的输入电压规模为7 V至36 V,低作业电流时可降至4 V,十分合适未稳压的轿车输入电源。该处理计划中的LT3942的作业开关频率为2 MHz,因而能够运用相对较小的电感和电容。所以完好的LED驱动器处理计划合适15 mm × 15mm 的PCB尺度,一切元件都坐落电路板的同一面(包含IC)。

  该处理计划还具有高带宽作业功用,能够快速调理输出电流。当在降压形式下作业时,LT3942运用外部PWM源对LED进行100 Hz无闪烁调光,然后完成高达5000:1的调光比。

  假如没有外部PWM源,也能够运用其内部PWM调光功用完成LT3942调光。内部调光供给高达128:1的调光功用,无需任何外部PWM信号源,仅需一个电阻即可设置调光频率,以及一个直流电压来操控输出电流的占空比。与大多数Power by Linear™的LED驱动器相同,LT3942还具有模仿调光功用,经过在CTRL引脚上施加直流电压可供给高达20:1的模仿调光。能够将模仿和PWM调光组合运用,以完成比独自运用任何一种办法更高的有用调光比。

  图3 LT3942的高带宽作业功用有助于LED照明运用在宽动态亮度规模内完成高比率PWM调光。无需EMI滤波器,DC2404A在120 Hz时可完成高达4000:1的调光,而在100 Hz时则可完成高达5000:1的调光。

  为了协助创立一个低噪声DC-DC转化器体系,LT3942内置一个可选展频(SSFM)功用。SSFM一旦启用,会在由RT电阻设置的值至高达25%的额定开关频率之间扫描开关频率。该扫描动作能够在宽频谱规模内涣散由开关引起的辐射,而不是将这些辐射会集在窄带中,然后下降全体的EMI峰值。SSFM与输入和输出EMI滤波器结合运用时,有助于下降宽频率规模内的EMI,然后更易于规划契合辐射规范的体系。

  LT3942不只限于驱动LED。它是一款功用强大的紧凑型稳压器,十分合适处理从宽规模未稳压电源发生安稳输出的问题。图4中所示的12 V、1 A稳压器规划与图2中的14 W LED驱动器处理计划类似,但做了一些小改动。与LED驱动器运用相同,稳压器能够在很宽的输入电压规模内坚持输出调理,可在电压低至7 V的条件下供给全输出功率,并在电压低至4 V的条件下坚持低输出功率作业。

  图4中的功率曲线标明,即便作业开关频率为2 MHz时,LT3942 12 V稳压器也具有挨近95%的超卓峰值功率,而在其大多数输入电压规模内的功率为85%或更高。即便以其总输出功率的十分之一为其输出供电,也可坚持80%以上的功率,这标明该器材在轻负载条件下仍可高效运转。

  LT3942的电流检测和操控特性使其不只合适于LED调光操控,并且也能在需求电压调理和电流操控的其他情况下超卓地作业。将检测电阻装备在输出端时,能够很轻松地将LT3942装备用作紧凑型恒流、恒压电池充电器。关于具有严厉输入电流约束的运用,例如由小型电池、电容组或光伏电池供电的电路,能够将监测电阻移至稳压器的输入侧,然后为体系供给输入电流约束和监控。LT3942可从CC形式无缝转化为CV形式(反之亦然),保证输入和/或输出一直安稳。