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#電源設計 #可攜式裝置照明 #LED驅動器 #升壓型穩壓器

【串聯OR並聯驅動 LED？同步升壓型 DC-DC 轉換器皆達陣！】

上一篇介紹過降壓型穩壓器，今天就來了解一下「升壓型」吧！

針對發光二極體 (LED) 定電流產生器所優化的同步升壓型 DC-DC 轉換器，具有精簡、高效率、頻率固定特性，可用於一顆或兩顆鹼性／鎳鉻／鎳氫電池供電環境，好處是可以少量外部元件便能驅動單顆 LED，或是多個紅外線、白光和 RGB (紅、綠、藍) LED。例如，將在 1 MHz 固定切換頻率下操作的純脈寬調變 (PWM) 裝置作為簡單 DC-DC 電流源升壓轉換器，可使用電阻設定需要的電流。

相較於鹼性電池，鎳氫和鎳鉻電池的額定電壓較低，因此提供的最大 LED 電流也較低。與所有 LED 電流驅動器一樣，對最大和最小負載電流也有一些限制；若選擇的 LED 電流強制採用大於裝置最大峰值電流的輸入電流，則 LED 電流將無法穩壓，並且會隨輸入電壓波動。電池還必須能供應轉換器所需要的電流量，將單電池 LED 驅動器作為定電流 LED 驅動器是最簡單的應用之一，其設定方式是修改偵測電阻的值來選擇電流，PWM調光的最大頻率受限於內部軟啟動。

用於「串聯」驅動兩個 LED 時，最大電壓會受限於過電壓保護。使用此保護機制時，可處理兩個低電壓 LED，如：遠端控制紅外線和紅光 LED，但不能處理白光和藍光高電壓 LED。若要利用最大輸出電流，可「並聯」低電流 LED，將轉換器的最大輸出電流除以 LED 電流額定值來決定 LED 的最多並聯數量，此外，每顆並聯的 LED 上需串接一個小阻抗的電阻來平均分配電流，適用於可攜式背光裝置之低功耗表面貼裝元件 (SMD) 電阻，排列成一行供 LCD 照明。

這種低成本、元件少的方法取代了對高電壓、定電流升壓轉換器之需求，後者可能需要大電感，並且會佔用較大的 PCB 空間。嵌入式系統 RGB LED 由三個 LED 組成，其共用一個陰極或陽極，可同時驅動或一次驅動一個以發出可見光譜的任何顏色。LED 的每種顏色都有一個不同的順向壓降，因此需要一個電流源來獨立驅動每個 LED。「多功能同步升壓型 DC-DC 轉換器」可作為高功耗 RGB LED 的電流源、也可作為微控制器 (MCU) 的電壓源，只要一顆 AA 電池即可供電。

延伸閱讀：
《適用於低壓啟動用途的 LED 升壓驅動器》
http://compotechasia.com/a/tech_applicati…/…/0328/41446.html
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#微芯科技Microchip #MCP1643

新品報到: ADI 38VIN、10A 升壓型 µModule 穩壓器適於驅動 LED

Analog Devices Inc. (ADI) 宣佈推出 Power by Linear™ LTM8005 升壓型 DC/DC µModule® (電源模組) 穩壓器，該元件專為驅動 LED 而設計，並將 DC/DC 控制器、電源切換開關、蕭特基二極體和電流感測電阻器置於 9mm x 11.25mm x 2.22mm BGA 封裝中。LTM8005 可在 5V 至 38V 的輸入電壓範圍內操作，並能在高達 38V 的輸出電壓下提供高至 1.6A 的穩定電流。透過外部電感器，使 LTM8005 能夠易於利用耦合電感器設定於不同的操作模式，包括升壓、升降壓、降壓和 SEPIC 拓墣。

元件高可靠性 H 級版本可在 –40°C 至 150°C 溫度範圍內正常操作。寬廣輸入電壓範圍和 150°C 的操作溫度使該款 µModule LED 驅動器非常適合汽車和工業照明應用。

此外，操作頻率可在 100kHz 至 1MHz 範圍內調整，內建的展頻頻率調變提升了電磁相容性性能。LED 的亮度可透過類比 CTRL 接腳和利用調光範圍高達 3000：1 的 PWM 調光進行控制。LTM8005 擁有多種安全特性，如輸出斷接短路保護、開路 LED 保護、可設定輸入電流限制、以及輸入和輸出電流報告。

LTM8005 的 E 和 I 級版本操作溫度範圍為 –40°C 至 125°C，H 級版本的操作溫度則高達 150°C。更多資訊請參閱：https://goo.gl/wfokwv

特性概要：LTM8005

• 寬廣輸入電壓範圍：5V 至 38V
• 40V、10A 內部電源切換開關
• 3000：1 True Color PWM™ 調光
• 內建 40V 切換開關用於 PWM 和輸出斷接
• 內部展頻頻率調變
• 具LED 開路保護並提供 OPENLED 旗號
• 具短路保護並提供SHORTLED旗號
• 輸入和輸出電流報告
• 9mm x 11.25mm x 2.22mm BGA 封裝

#LED驅動器 #PWM調光 #擴展頻譜頻率調變SSFM #汽車照明 #工業機器視覺

【機器視覺和頻閃因關斷時間，驅動 LED 的洩漏電流將大增！】

LED 的應用範圍不斷擴大，對 LED 驅動器的設計要求也隨之提高。內建開關和內部脈寬調變 (PWM) 調光能力和同步電源開關的 LED 驅動器，可配置為升壓、降壓或升降壓模式；能在很小的封裝尺寸提供大功率，同時控制邊緣速度並降低不想要的場致輻射並消除高頻振鈴，在高效率和低雜訊之間提供恰當平衡。LED 燈串由受控的電流驅動，該電流不必直接返回地，LED+ 和 LED- 或其中任一端子可連至非地電位，為浮動輸出 DC/DC LED 驅動器拓樸創造機會。

高壓側 PWM-TG (傳輸閘) 驅動器和同步開關可配置為升壓、降壓或升降壓模式 LED 驅動器，且 IC 所有功能都可用；意即內部 PWM 調光、SSFM (擴展頻譜頻率調變)、低電磁干擾 (EMI)、ISMON 輸出電流監視器和輸出故障保護功能，從標準升壓拓樸到降壓／升降壓拓樸都能提供。PWM-TG 驅動器簡化了用於 PWM 調光的 MOSFET 連接，在浮動 LED 拓樸中，開路和短路保護不受影響。因此，可滿足汽車白天行車燈、訊號指示燈或尾燈 LED 驅動器的要求。

為防止受到 LED 串短路和開路的影響，需要保護電路，而該元件固有的彈性和內建故障保護功能有助於減少保護電路所需的元件數。當然，恰當的佈局和少量鐵氧體珠濾波也要使用，以獲得最佳 EMI 結果；若需進一步降低 EMI，還可為輸入端增加一個較大的 LC 濾波器。迄今為止，PWM 調光需要一個外部時脈或微訊號；不過，具內部產生 PWM 調光訊號的 LED 驅動器，僅需在 PWM 針腳加上一個外部電壓設定工作週期，就可實現 128:1 PWM 調光比。

PWM 週期 (例如 122Hz) 是由 RP 針腳上的單個電阻設定的。對於具冗餘燈組的車輛而言，有必要保證 LED 電流的準確度、兩側燈的亮度必須匹配；但以同樣方式製造出來的 LED 在採用同樣驅動電流時，產生的亮度可能不同。內部調光功能可用來在接近或幾乎達到 100% 工作週期時微調亮度，然後設定準確的 10:1 或 100:1 調光比。這可使燈組製造商避免因特別分級 LED 而提高成本：當需要較高調光比時，可從外部以通常方式調光。

在有些應用中，甚至可設定為以 5000:1 的外部 PWM 調光比運行，PWM 調光還可以與驅動器的類比調光相結合，提供超過 50000:1 的亮度控制。在工業流水線應用中，機器視覺運用高速數位攝影和數位成像處理，快速提供有關設備的視覺回饋資訊。這有助於在無需或很少需要人工檢查的情況下，迅速發現並隔離有缺陷的產品。機器視覺系統的照明必須與流水線的速度同步，同時能夠針對無限期的關斷時間產生一致的光脈衝。

由於輸出電容會逐漸放電，常規 LED 驅動器只要 PWM 輸入訊號保持低位準，無論時間長短、都無法維持輸出電壓，故通用 LED 驅動器不適合機器視覺這類應用。但本文提及的新型驅動器在 PWM 訊號下降沿時，以數位方式對轉換器的輸出狀態採樣，後透過在 PWM 關斷且 LED 被高壓側 PMOS 斷開時執行「保持切換」，故能在長時間關斷時保持輸出電壓，不會拉走太大的漏電流，可解決機器視覺和頻閃因關斷時間、導致洩漏電流增大數十至數百倍的問題！

延伸閱讀：
《同步、低 EMI LED 驅動器具內建開關和內部 PWM 調光能力》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2017/0401/35077.html
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