LED的应用范围不断扩大，已经涉及从通用照明到汽车、工业和测试设备、招牌以及安全设备的各种领域。因此，对LED驱动器的设计要求也越来越多了。最新LED解决方案要求驱动器具备紧凑的尺寸、高效率和低噪声，并提供高的调光比和先进的故障保护功能。LT3922非常容易满足这些要求。

LT3922具集成式开关和内部PWM调光能力

LT3922是一款36V、同步LED驱动器，集成了2A开关，可配置为升压、降压或升压-降压型LED驱动器。该器件集成了高效率、同步电源开关，采用纤巧的4mmx5mmQFN封装。这款器件采用了ADI最先进的开关技术，虽然封装尺寸很小，却能够提供很大的功率，同时还能够控制边沿速度，并降低不想要的场致辐射。集成的同步开关边沿是受控的，不产生振铃，从而能够在高效率和低噪声之间提供恰当的平衡，这些开关还能够以高达2.5MHz的频率切换，因此可构成尺寸紧凑的解决方案。

拓扑选择：升压、降压、升压-降压模式

LED串由受控的电流驱动，该电流不必直接返回地。LED+和LED−或其中任一端子可以连至非地电位。这就为选择包括降压和升压-降压型拓扑在内的浮置输出DC/DCLED驱动器拓扑创造了机会。LT3922的高压侧PWMTG驱动器和同步开关可以配置为升压、降压或升压-降压模式LED驱动器，同时保持该IC的所有功能都可用，也就是说，内部PWM调光、SSFM(扩展频谱频率调制)、低EMI、ISMON输出电流监视器、和输出故障保护功能从标准升压型拓扑到降压型和升压-降压型拓扑也都提供。

升压型拓扑

LT3922作为升压型转换器运行时，可为高达34V的LED串供电，在40V以下留出一些空间，以防LED开路过冲。如图1所示，2MHz、4V至28V升压型LED驱动器为高达34V的LED串提供330mA电流。该器件可以从外部以120Hz频率和2000:1调光比进行PWM调光，或者可以从内部以128:1调光比、用PWM引脚上的模拟输入电压调光。

图1：2MHz常规升压型拓扑原理图，120Hz、2000:1PWM调光比

该器件可以承受LED开路和LED+至地短路而不被损坏，并通过确定FAULT引脚，报告这类故障。输出电流可以通过ISMON引脚监视，甚至在PWM调光时也可以。在2MHz开关频率时，其基频EMI谐波驻留在高于AM频段的频率上，但其EMI仍然很低。还可以增加扩展频谱频率调制以扩展2MHz至2.5MHz的开关频率，并降低基频及很多谐波频率上的EMI。由于集成了同步开关，所以这个2MHz升压型转换器的效率在12VIN时依然保持高达91%。在较低VIN时，当峰值电感器电流达到其限制值时，输出电流无闪烁地平滑降低，同时LED仍然保持接通。

降压型拓扑

如图2所示，当LT3922用于降压模式拓扑时，输入电压可以高达36V，并能够以高达1.5A的电流驱动一个LED串。高压侧ISP及ISN电流检测输入和PWMTGPMOS驱动器很容易转移到LED的高压侧，在降压模式时，LED的高压侧连至输入。LED−直接连至电感器而不是地。当以6.5V驱动两个1ALED时，VIN为12V时的同步降压模式效率高达94%，VIN为36V时效率仍然保持高达89%。该降压模式转换器具很大的带宽，因此能够在100Hz以1000:1PWM调光比运行。

图2：以1000:1、100HzPWM调光进行亮度控制的400kHz降压模式LED驱动器

升压-降压型拓扑

图3所示LT3922升压-降压型拓扑支持高于和低于LED串电压的输入电压范围。LED串电压之和以及输入电压必须保持低于35V，以保持ISP和ISN电压低于40V绝对最大值。

图3：2MHz升压-降压型LED驱动器的输入和输出纹波很低。这个解决方案通过了CISPR25Class5测试。

这种已获专利的低EMI拓扑采用升压型低纹波输入电感器和降压型低纹波输出电感器。采用4V至18V汽车输入或化学组成不同的多种电池输入(5V、12V和19V)时，升压-降压型转换器可驱动电压范围为3V至16V的LED串。

与其他拓扑一样，PWMTG驱动器简化了用于PWM调光的MOSFET的连接。在浮置LED拓扑中，开路和短路保护不受影响。在LED−端上的一个可选二极管防止受到LED−至GND短路的影响。

图3中的2MHz转换器在12VVIN、15VVLED、330mAILED时效率为85%(无EMI滤波器时为87%)，在120Hz时提供2000:1PWM调光比。这个解决方案尺寸小、具通用性和低EMI，可满足汽车白天行车灯、信号指示灯或尾灯LED驱动器的要求。

汽车照明

LED的诸多特点使其非常适合用于汽车照明。LED尾灯和白天行车灯在视觉上具吸引力。高效率LED前灯坚固可靠，与之前相对容易烧坏和基于灯丝的前灯相比，LED前灯的寿命长出几个数量级。LED驱动器很小，效率很高，有很宽的输入和输出电压范围，而且EMI也很低。

纤巧的LT3922LED驱动器之EMI很低，具汽车环境所要求的高效率和故障保护功能。该器件可以在9V至16V汽车输入范围内运行，并可在36V瞬态和低至3V的冷车发动情况下保持运作。其低EMISilentSwitcher®架构、SSFM和受控的开关波形边沿使该器件非常适合给要求低EMI的LED供电。该器件的通用性使其能够用于升压、降压和升压-降压型应用，例如外部白天行车灯、信号指示灯、尾灯和前灯以及内部仪表板和具高调光比的平视显示器。为防止受到LED串短路和开路的影响，需要保护电路，而该器件固有的灵活性和内置故障保护功能有助于减少保护电路所需的组件数。

图4所示的400kHz汽车用升压型LED驱动器通过了CISPR25Class5EMI测试，如图5所示，图中显示了LT3922的传导和辐射EMI测试结果以及Class5EMI限制。这是LT3922各项低EMI特性相结合所得到的结果，包括但不限于受控的开关波形边沿和SSFM。当然，恰当的布局和少量铁氧体珠滤波(FB1和FB2)也要使用，以获得最佳EMI结果。

图4：400kHz汽车用升压型LED驱动器采用滤波器以实现低EMI，可选择内部产生的100%、10%或1%PWM调光。EMI测试(图5)显示，这个解决方案通过了CISPR25Class5测试。

图5：图4所示400kHzLED驱动器的EMI曲线，该驱动器采用了最小型的EMI滤波器，通过了CISPR25Class5测试。如果为了满足制造商提出的特定EMI要求而需要进一步降低EMI，还可以给输入端增加一个较大的LC滤波器。

固有特性帮助实现低EMI

LT3922具备的一些特性使设计师能够非常容易地实现低EMI解决方案。首先，LT3922采用ADI已获专利的SilentSwitcher架构，在这种架构中，内部同步开关最大限度减小了热切换环路尺寸，而且受控的开关波形边沿不会出现振铃。

图6显示，LT3922的引脚布局允许靠近两个VOUT引脚放置小型、高频电容器，以最大限度减小热环路尺寸和EMI。

图6：双环路布局和高频0402分裂电容器构成了小型、方向相反的热环路，以帮助降低高频EMI

LT3922控制开关边沿速率，从而消除了高频振铃，在没有这种控制功能的开关转换器中，高频振铃很常见。由于LT3922的开关边沿是受控的，所以可在不降低效率和供电能力的前提下，降低电源开关产生的高频EMI。

LT3922的SSFM以1.6kHz的速率将电阻器设定的、400kHz转换器之开关频率范围从100%向上和向下扩展为125%。这降低了转换器在低频和高频时的峰值EMI和平均EMI。通过将SYNC/SPRD引脚分别连至INTVcc或GND，可以非常容易地接通或关断这功能。

内部产生的PWM调光

通过CTRL引脚上的可调电压进行模拟调光，总是比进行更准确的PWM调光来的容易。迄今为止，PWM调光一直需要一个外部时钟或微信号，该信号通过PWM输入引脚以其占空比控制亮度。不过，LT3922具内部产生的PWM调光信号，仅需要在PWM引脚加上一个外部电压来设定占空比，就可实现128:1PWM调光比。PWM周期(例如122Hz)是由RP引脚上的单个电阻器设定的。

对于具冗余灯组的车辆而言，很有必要保证LED电流的准确度。很显然，两侧灯的亮度必须匹配。以同样方式制造出来的LED在采用同样的驱动电流时，产生的亮度可能不同。LT3922的内部调光功能可用来在接近或几乎达到100%占空比时微调亮度，然后设定准确的10:1或100:1调光比。这可以使灯组制造商避免因特别的分级LED而增大成本。

当需要较高调光比时，LT3922可从外部以通常方式调光。图2中的大带宽400kHz降压模式LED驱动器在100Hz时产生1000:1PWM调光比。图1中的2MHz升压型LED驱动器在120Hz时可实现2000:1调光比，如图7a所示。通过在RP引脚放置一个设定122Hz频率的电阻器，并将PWM引脚电压设定在1.0V至2.0V之间，可以将相同的电路设置为从内部产生PWM调光，调光比为128:1，如图7b所示。在有些应用中，LT3922可设置为以5000:1的外部PWM调光比运行，PWM调光还可以与LT3922的模拟调光相结合，提供超过50000:1的亮度控制。

图7：(a)图1电路从外部产生2000:1或4000:1PWM调光;(b)图1电路从内部产生128:1PWM调光。

机器视觉

在工业流水线应用中，机器视觉(图8)运用高速数字摄影和数字成像处理，快速提供有关设备的视觉反馈信息。这有助于在无需或很少需要人工检查的情况下，迅速发现并隔离有缺陷的产品。机器视觉系统的照明必须与流水线的速度同步，同时能够针对无限期的关断时间产生一致的光脉冲。

对常规LED驱动器而言，只要PWM输入信号保持低电平，无论保持时间长短，驱动器都无法保持输出电压。这是因为输出电容器在逐渐放电，因此通用LED驱动器不适合机器视觉这类应用。但LT3922在PWM信号下降沿时，以数字方式对转换器的输出状态采样。然后，通过在PWM关断且LED被高压侧PMOS断开时执行“保持切换”，该器件能够在长时间关断时保持其输出电压。在以100Hz以上的频率进行标准PWM调光时，最长关断时间为10ms或更短，这时不会从输出拉走太大的漏电流。机器视觉和频闪应用可能有100ms和5s(或更长)的关断时间，因此泄漏电流会增大数十至数百倍。

“保持切换”确保输出电容器保持在LT3922前一个采样周期中记录下的电压。假定该IC得到不间断的功率输入，那么转换器状态的数字采样值可以无限期存储。这就允许LT3922在任何给定关断时间内，提供一致的输出电流波形，如图9所示。

图8：采用机器视觉应用的流水线系统概述

CAMERA：摄像机

IMAGELIBRARY&PROCESSING：图像库和图像处理

ROBOTICS：机器人

LEDFLASH：LED闪光灯

CONVEYORWITHOBJECTS：载有物体的传送带

1ms–1sPERIOD：1ms至1s周期

LT3922PRODUCESCONSISTENTLEDOUTPUTREGARDLESSOFPERIODBETWEENFLASHES：

无论两次闪光之间间隔多长时间，LT3922都产生一致的LED输出

图9：无论空闲或停机时间多长，摄像机闪光灯的波形都是相同的。图中波形显示了10ms以后和一个小时以后的脉冲。空闲一个小时以后和空闲10ms以后，闪光灯的波形是相同的。这些波形是从图1所示电路得出的。

10msSINCELASTPULSE：上一个脉冲之后10ms

10msBEFORENEXTPULSE：下一个脉冲之前10ms

1hourSINCELASTPULSE：上一个脉冲之后1小时

100ms,1s,1hour,1dayBEFORENEXTPULSE：下一个脉冲之前100ms、1s、1小时、1天

结论

具内部同步、2A开关的36VLED驱动器LT3922是一款紧凑、通用的LED驱动器。该器件非常容易用于升压、降压和升压-降压型拓扑。无论用于哪种拓扑，所有特色都能发挥作用，包括高PWM调光比能力和内部产生PWM调光。用其SilentSwitcher布局和SSFM可以非常容易地实现低EMI。其紧凑的同步开关可保持高效率，甚至在高达2MHz频率时也是如此。凭借坚固可靠的故障保护功能，这款IC非常容易满足汽车以及其他要求非常严格的应用之需求。

表1：输入范围很宽的LED驱动器