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具有PWM和模拟调光功能的实用LED驱动解决方案 2013年4月24日 来源:大比特半导体器件网 PT4115是一款连续电感电流导通模式的降压恒流源IC(图1)，能将直流电压直接转换成稳定的恒流输出。该芯片适合用于绿色照明LED灯的驱动电路，具有应用电路非常简洁的优点。 PT4115采用抖频(Frequency Jitter)技术，能有效降低EMI。频率抖动技术是一种从分散谐波干扰能量着手解决EMI问题的新方法。频率抖动技术是指开关电源的工作频率并非固定不变，而是周期性地由窄带变为宽带的方式来降低EMI，以减小电磁干扰。当没有采用频率抖动技术时，各次谐波较窄而且离散，幅值在谐波频率较高处，EMI集中在峰尖。采用频率抖动技术时，谐波幅值降低并变得平滑，高次谐波接近连续响应，抑制EMI的效果十分显著。 PT4115采用8~30V宽电压输入，击穿电压45V，输出电流可达1.2A，转换效率高达97%，输出电流精度达±5%。该芯片具有过温、过压、过流、LED开路保护等多种功能。它采用SOT8-5封装，有利于驱动芯片管芯的快速散热。PT4115的应用电路简洁，仅需四个元器件，如图2(a)所示。 DIM引脚的调光功能采用由高向低的调光方法，安全可靠。PWM和模拟电压均可控制调光。DIM内部有一个1MΩ的上拉电阻(Rup)接到内部5V电源。由于有些灯具需要实施过温保护，可在DIM端外加一个热敏电阻、NTC或温度二极管。DIM端的电压由Rup和NTC分压决定，利用模拟调光的原理以及温度对PN结电流的负反馈实现动态温度控制，可实现LED灯具的动态过温保护。NTC也可选用半导体温度传感器或PN结。灯具过温保护实用电路如图2(b)所示，外围器件的选型如表1所示。 PT4115的应用技术要点包括：AC/DC电流源要足够大;所有周边器件自身的功耗要尽可能小;需确定Vin与负载电压的需求，当Vin-?VF=1.2-1.5V时，工作效率较佳;Rs应按LED光源的IF电流大小来设计，RS=0.1/ILED;当LED电流小于400mA，L选用68~100uH(饱和电流0.6A);当电流400~800mA时，L选用47~68uH (饱和电流1.2A);L的输出电流等于需用电流的1.5倍;L选用锰锌4000磁芯;Cin有续流和滤波的功能，电容量不宜太小，耐压不宜太低;整流和续流二极管选用正向压降尽可能小、电流较大的肖特基二极管，以有效地降低系统功耗;PCB铜箔与PT4115的裸露焊盘和GND管脚的接触面积要尽可能大，以利于散热。 单颗芯片多种应用 PT4115是一颗可应用于多种LED灯具驱动的芯片，如路灯、水底灯、洗墙灯、泛光灯、隧道灯、汽车工作灯等。简单实用低成本LED灯具方案如图2(c)所示。可将3~9颗1W LED串联，其△VF=3.4VxN，IF=350mA。当Vin=12V时，3颗LED串联，△VF=10.2V，工作效率较佳。还可以支持3串LED并联应用，△IF=3x，350mA=1050mA。灯具系统设计可采用N组合，以适应多种灯具方案的需要。 可用于DEMO 向灯具厂商提供可用于生产LED灯具驱动DEMO，是促进LED灯具厂家快速投产的好办法。一颗芯片的推广往往要经历单颗芯片的推广、送样，客户要设计应用于产品的电路图，做实验板验证、画PCB版图、采购元器件、组装生产、调试检测等等，一般需要几个月。现在由芯片上游厂家直接为最终产品厂商提供可用于生产的DEMO(图3)，大大地缩短了生产厂家产品的开发周期。几个月推广的实践证明，大多数LED灯具厂在检测可用于生产的DEMO的性能符合其企标要求后，会立即做一个小批量生产，验证其重复性和可靠性，顺利的话二三周可快速进入批量生产。 图3：可用于生产的MR16射灯DEMO。