具 5000:1 PWM 调光比的 36V、2A LED 驱动器采用 Silent Switcher 架构满足了 CISPR 25 Class 5 EMI 限制规格要求

2017-11-02

设计要点 DN570: 引言

汽车平视显示器、信息娱乐系统和仪表盘照明中使用的 LED 背光灯必须具备足够的亮度，以便与在白天不断涌入车内的直射阳光相抗衡，而且还能把亮度降低几个数量级，以避免在夜间使驾驶者出现瞬间致盲。一般的 LED 驱动器为实现如此高之调光比可谓是精疲力竭。

集成了 36V、2A 开关的 LT3932 同步降压型 LED 驱动器具有很高的 PWM 调光比。LT3932 将其高效率集成化电源开关内置在一个小外形 4mm x 5mm QFN 封装中，并能以高达 2MHz 开关频率运行，适用于紧凑的高带宽设计。当不需要高调光比能力，而且简单性是重要考虑因素时，其内部 PWM 发生器可用于产生受控于一个简单 DC 电压的 128:1 PWM 调光比。凭借用于处理开路和短路 LED 的内置故障保护功能，以及旨在帮助降低 EMI 的扩展频谱频率调制，LT3932 可满足汽车和工业 LED 照明应用的苛刻要求 (图 1)。

图 1：2MHz 汽车 LED 驱动器具有低 EMI 和在内部产生的 PWM 调光以及整个输入范围内的 90% 峰值效率 (未采用 EMI 滤波器时效率为 ~91%)

高的 PWM 调光比

当 LT3932 在 100Hz 调光频率和 2MHz 开关频率下运作时，高电流 LED 设计能实现 5000:1 PWM 调光比和良好调节的 LED 电流。此外，还可结合使用 PWM 调光和模拟调光以把调光比提升至 20,000:1。对于需要超过 5000:1 PWM 调光比的应用，LT3932 的一个变种 LT3932-1 可实现较高的调光性能，而且没有器件规定的 “最小 PWM 导通时间与开关频率之间关系” 的限制条件。由于最新的汽车车载显示器需要 10,000:1 的最小调光比，因此 LT3932/-1 能使其容易满足令人感到胆怯的调光规格。

低 EMI Silent Switcher

汽车应用中的极端 LED 调光要求在不增加昂贵降噪组件和复杂性的情况下会难以符合 CISPR EMI 标准。LT3932 通过纳入许多旨在较大限度降低 EMI 的内置功能，使得可同时实现高调光比和低 EMI：

借助其用于低 EMI 热环路的 Silent Switcher^® 架构较大限度降低 EMI。
内置的扩展频谱频率调制 (SSFM) 功能电路有助降低传导和辐射 EMI。
LT3932 的转换速率是受控的，以在保持低噪声性能的同时优化效率。

图 2：图 1 所示的 LT3932 电路通过了 CISPR 25 Class 5 辐射平均 EMI 测试

LT3932 之低 EMI 技术的功效示于图 2，这是 LT3932 的生产演示电路 (DC2286A) 之辐射 EMI 扫描图。该电路达到了 CISPR 25 Class 5 平均限制以及峰值限制规格要求。

机器视觉应用

现代工业组装生产线运用了机器辅助的自动化光学检查，以确保在组装线上快速移动的部件符合定义的规范。未通过光学检查的缺陷部件被打上标记并自动地从组装线移除，从而确保部件之间的一致性。在此类组装线上使用的高速摄像机需要一种照相闪光灯系统，该系统能够始终如一地重现一个固定导通时间光脉冲，可变的关断时间由组装线的速度以及部件的间隔距离来限定。

图 3：当在 2MHz fSW 驱动 1A LED 时，图 1 所示电路可保持高效率，甚至在采用低 EMI 滤波器的情况下也不例外

通过在 PWM 被保持于低电平的同时维持其输出电荷，LT3932 能够再产生一个具有无限期关断时间的固定导通时间 LED 电流脉冲，并不需要额外的电路。如图 4 所示，由 LT3932 产生的两个固定长度导通时间 LED 电流脉冲被 1 小时的关断时间隔开，展现了该 LED 驱动器在任意长度的 PWM 关断时间里维持其输出电荷的能力。通过保持输出的状态，LT3932 可产生一致的电流脉冲波形，这与 PWM 关断时间无关。