摘要：LT3466是凌特公司生產(chǎn)的一款全功能雙輸出升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，可驅(qū)動(dòng)多達(dá)20個(gè)白光LED，并具有中啟動(dòng)、LED開(kāi)路保護(hù)及欠壓閉鎖等功能。文中介紹了LT3466芯片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用電路。

    關(guān)鍵詞：升壓型轉(zhuǎn)換器 肖特基二極管 欠壓閉鎖 LED開(kāi)路保護(hù)

1 主要特點(diǎn)

LT3466是一款全功能雙輸出升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器。它可以寬輸入電壓范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)多達(dá)20個(gè)白光LED，并可為串聯(lián)LED提供相等的LED電流，從而獲得均勻的顯示亮度，省去了鎮(zhèn)流電路器，可節(jié)省PCB空間。LT3466內(nèi)含兩個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)換器，能夠驅(qū)動(dòng)兩組不對(duì)稱的LED，并可對(duì)兩組LED進(jìn)行單獨(dú)調(diào)光和關(guān)斷控制。LT3466主要應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備的主/副液晶顯示屏背光源，如數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦、PDA、蜂窩式移動(dòng)電話等。

2 LT3466的引腳功能

LT3466采用超小型10引腳DFN封裝，可腳排列如圖1所示。

LT3466的主要特點(diǎn)如下：

·內(nèi)置肖特基二極管；

·可用單電阻器將工作頻率設(shè)定在200kHz～2MHz范圍內(nèi)；

·中啟動(dòng)功能可消除開(kāi)機(jī)產(chǎn)生的浪涌電流；

·LED開(kāi)路箝位保護(hù)（VOUT的最大值為42V）；

·在3.6V電源電壓條件下，以15mA的電流驅(qū)動(dòng)16個(gè)白光LED（每個(gè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)8個(gè)LED），其效率高達(dá)81%；

·輸入電壓范圍寬達(dá)2.7V～24V；

·最大占空比可達(dá)99%（RT取267kΩ）。

3 工作原理

圖2所示是LT3466的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)。LT3466采用恒定頻率、電流模式控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓和負(fù)載調(diào)節(jié)，其內(nèi)部包含兩個(gè)相同且完全獨(dú)立的PWM轉(zhuǎn)換器。上電時(shí)，輸出電壓VOUT1、VOUT2通過(guò)各自的電感器和內(nèi)部肖特基二極管被充電至高電平，以接通帶隙基準(zhǔn)、啟動(dòng)偏壓和振蕩器。在每個(gè)振蕩周期的始端，功率開(kāi)關(guān)VT1或VT2導(dǎo)通。VIN與斜坡信號(hào)疊加之和輸入PWM比較器A2的正極，當(dāng)該電壓超過(guò)A2負(fù)輸入電平時(shí)，基準(zhǔn)電壓將功率開(kāi)關(guān)關(guān)斷。A2負(fù)輸入端上的電平由誤差放大器A1設(shè)定，即反饋電平與200mV基準(zhǔn)電平之差的放大信號(hào)。誤差放大器A1的輸出可設(shè)定電感器L1中的正峰值電流電平，使輸出保持在調(diào)節(jié)狀態(tài)。

圖2

    CTRL1與CTRL2引腳用來(lái)調(diào)節(jié)內(nèi)部基準(zhǔn)電壓。當(dāng)CTRL1和CTRL2均被拉至50mV以下時(shí)，LT3466進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。通過(guò)CTRL1和CTRL2引腳可對(duì)兩個(gè)轉(zhuǎn)換器單獨(dú)進(jìn)行調(diào)光和待機(jī)控制。

當(dāng)其中一組LED與電路斷接或發(fā)生開(kāi)路故障時(shí)，其相應(yīng)轉(zhuǎn)換器的輸出電平被箝位于42V，并以較低的頻率進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作，最大限度地降低了輸入電流，但另一個(gè)轉(zhuǎn)換器仍繼續(xù)工作。

LT3466含有兩個(gè)獨(dú)立的軟啟動(dòng)電路，能限制啟動(dòng)過(guò)程中的浪涌電流。當(dāng)某個(gè)轉(zhuǎn)換器的CTRL引腳從低電平拉至高電平時(shí)，轉(zhuǎn)換器會(huì)進(jìn)入軟啟動(dòng)模式。當(dāng)驅(qū)動(dòng)較多的LED時(shí)，軟啟動(dòng)性能會(huì)有所下降。

當(dāng)輸入電壓降至2.1V（典型值）以下時(shí)，欠壓閉鎖電路立即動(dòng)作，將兩個(gè)轉(zhuǎn)換器全部關(guān)斷，從而防止電源電壓過(guò)低而引起器件工作不穩(wěn)定。

4 電路設(shè)計(jì)

4．1 占空比

升壓型轉(zhuǎn)換器的占空比由下式給出：

D=（VOUT+VD-VIN）/（VOUT+VD-VSESAT）

式中：VOUT為輸出電壓，VD為肖特基二極管正向壓降，VCESAT為開(kāi)關(guān)飽和電壓，VIN為輸入電池電壓。

以1MHz的開(kāi)關(guān)頻率運(yùn)行時(shí)，LT3466可實(shí)現(xiàn)的最大占空比為96%（典型值）；以200kHz開(kāi)關(guān)頻率運(yùn)行時(shí)，其占空比特提高至99%（典型值）。

    4．2 開(kāi)關(guān)頻率的設(shè)定

LT3466采用一種恒定頻率結(jié)構(gòu)，可利用一個(gè)連接在RT引腳與地之間的定時(shí)電阻器來(lái)進(jìn)行頻率設(shè)置，頻率調(diào)節(jié)范圍為200kHz～2MHz。RT引腳的標(biāo)稱電壓為0.54V。流入定時(shí)電阻器的電流用來(lái)對(duì)內(nèi)部振蕩器電容進(jìn)行充電和放電。

4．3 電感器的選擇

電感器的額定飽和電流必須高于應(yīng)用所需求的峰值電流，并要求電感器DCR（銅線電阻）小于1Ω，以減小直流損耗。推薦電感值范圍為10～68μH。

4．4 電容器的選擇

輸入和輸出電容器推薦采用X5R型和X7R型陶瓷電容器，因?yàn)樗鼈兡茉谳^寬的電壓和溫度范圍內(nèi)保持其容值不變。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，選擇1μF或2.2μF的電容器即可，其耐壓應(yīng)大于輸入或輸出電壓。

4．5 LED電流的設(shè)置

每組LED電流均可通過(guò)合適的RFB1和RFB2來(lái)單獨(dú)設(shè)定，公式如下：

RFB1=200mV/ILEDI;RFB1=200mV/ILED2

式中，200mV為反饋基準(zhǔn)電壓，對(duì)于大多數(shù)白光LED，設(shè)計(jì)時(shí)均應(yīng)以15～20mA的最大電流來(lái)驅(qū)動(dòng)。

    4．6 調(diào)光控制

調(diào)光控制通過(guò)CTRL1和CTRL2引腳來(lái)實(shí)現(xiàn)，共有兩種調(diào)節(jié)方式：一是采用可變DC電壓來(lái)調(diào)節(jié)各自LED串的亮度，關(guān)系如下：當(dāng)VCTRL1,2>1.6V:ILED1,2≈(200mV/RFB1,2),當(dāng)VCTRL1，2<1V:ILED1,2≈(VCTRL1,2/5RFB1,2)二是采用一個(gè)可變占空比PWM來(lái)調(diào)制LED串的亮度，其電路如圖3所示。PWM信號(hào)由一個(gè)RC網(wǎng)絡(luò)來(lái)濾波，并送至CTRL1、CTRL2引腳進(jìn)行調(diào)制。R1、C1的轉(zhuǎn)角頻率應(yīng)遠(yuǎn)低于PWM信號(hào)的頻率，同時(shí)R1也應(yīng)遠(yuǎn)小于CTRL的內(nèi)部組抗（100kΩ）。

5 應(yīng)用電路

5．1 低輸入電壓應(yīng)用

LT3466的輸入電壓可低至2.7V，因此可采用兩節(jié)堿性電池或單節(jié)鋰離子電池供電。圖4為單節(jié)鋰離子電池驅(qū)動(dòng)兩組各10個(gè)串聯(lián)白光LED的應(yīng)用電路。圖中，電池與電感器相連，LT3466由3V～5V的邏輯電源電壓供電。

圖5

    5．2 高輸入電壓應(yīng)用

LT3466的最高輸入電壓可達(dá)24V，但能夠驅(qū)動(dòng)的最大LED數(shù)目要受到42V箝位電壓的限制。圖5是采用12V電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)兩組各24個(gè)串聯(lián)白光LED的應(yīng)用電路。