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Versatile LED Driver Can Be Used with Input Voltages Above or Below the Level of the LED String 作者：Victor Khasiev ADI 高級應用工程師 簡介 LTM8042是μModule® LED驅動器，能夠支持具有高達1 A電流和3000:1調光比的LED。它工作的輸入電壓范圍為3 V至30 V，頻率范圍可達到250 kHz至2 MHz，因此可廣泛運用于掃描儀、汽車和航空照明等多種領域。 LTM8042可輕松配置為三種拓撲（升壓、降壓和降壓-升壓），能夠滿足多種特定應用需求。升壓拓撲適用于低輸入電壓和高燈串電壓，降壓拓撲則更適用于高輸入電壓和低燈串電壓。降壓-升壓拓撲用于電壓可能低于或高于LED燈串的寬輸入范圍。本文介紹如何選擇合適的拓撲及其相應的連接。 升壓LED驅動器 LED驅動器最常用的拓撲是升壓應用，它可能用于VIN < VF的12 V輸入電源軌供電的LED陣列。圖1所示為LTM8042升壓解決方案，圖2所示為方框圖。輸入電壓連接到BSTIN/BKLED–終端，LED燈串的陰極連接到GND。當晶體管Q導通時，電流在電感L中積聚。一旦Q關斷，L上的電壓就會改變極性，電感電流開始流向輸出濾波電容C2。LED調光在PWM部分實施，這調節了占空比，乃至平均LED電流（由電阻RCLR設置）。電容C1是輸入電壓濾波器。 
圖1.LTM8042驅動四個LED，其中VIN = 5.75 V至10.25 V，IOUT = 0.5 A。
圖2.升壓配置中的LTM8042方框圖連接。 降壓LED驅動器 降壓拓撲用于相對較高的輸入電壓，如汽車和工業24 V電源軌。圖3顯示了VIN > VF配置的方框圖。輸入電壓連接到BSTOUT/BKIN終端，LED陰極連接到BSTIN/BKLED–終端。當晶體管Q導通時，電流從輸入端流過LED燈串和電感L直到GND。一旦Q關斷，L上的電壓就會改變極性，二極管D會正偏，從而將LED陰極拉到輸入電壓電平以下，在LED燈串中提供設定的電流值。C5為該拓撲創建輸出濾波器。
圖3.降壓配置中的LTM8042方框圖連接。 降壓-升壓LED驅動器 在許多商用、電池和太陽能供電應用中，輸入電壓變化范圍很廣。在這些情況下，最合適使用圖4所示的降壓-升壓拓撲。輸入電壓和LED陰極連接到BSTIN/BKLED–終端。當晶體管Q導通時，電流在電感L中積聚。一旦Q關斷，L上的電壓就會改變極性，使二極管D正偏，同時電壓攀升超過輸入電平。PWM使流經LED和C5的電流保持在設定值不變，C2充當輸出濾波器。LED燈串電壓VF可以低于或高于VIN。
圖4.降壓-升壓配置中的LTM8042方框圖連接。 三個拓撲的測試結果 三個拓撲均使用LTM8042的DC1511演示電路測試 — 在所有情況下使用相同的LED燈串、輸出電流和開關頻率。為了確保三種設置的偏置功耗都相同，還提供了相同的VCC（如圖1所示）。在大多數情況下，VCC引腳可連接至VIN。圖5所示為產生的效率曲線。這三個拓撲還可在LTspice®環境中建模，與LTM8042有關的仿真文件可在數據手冊中找到。
圖5.LTM8042的升壓、降壓和降壓-升壓配置效率。 結論 LTM8042是一種多功能、高效的LED驅動器，能夠在寬輸入電壓范圍內工作，同時提供高達1 A LED燈串電流。LTM8042可輕松用作升壓、降壓或降壓-升壓驅動器，能滿足多種應用的需求。 作者簡介 Victor Khasiev是ADI公司的高級應用工程師，在AC/DC和DC/DC轉換的電力電子領域擁有豐富的經驗。他擁有兩項專利，并撰寫了多篇文章。這些文章涉及ADI半導體器件在汽車和工業應用中的使用，涵蓋升壓、降壓、SEPIC、正壓至負壓、負壓至負壓、反激式和正激式轉換器、以及雙向備份電源。他的專利與高效功率因數校正解決方案和先進柵極驅動器有關。Victor樂于為ADI客戶提供支持：解答有關ADI產品的問題，設計和驗證電源原理圖，排布印刷電路板，故障排查，并參與測試最終系統。聯系方式：victor.khasiev@analog.com。 |
