《绿色环保LED应用技术 教学课件 ppt 作者 魏学业 4z02 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《绿色环保LED应用技术 教学课件 ppt 作者 魏学业 4z02 （47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,4.5.4 LT34741A降压型LED驱动电路,LT3474是一款固定频率降压型DC/DC转换器，专为用做恒定电流源而设计。它包括一个内部检测电阻器负责监视输出电流，以实现准确的电流调节，非常适合驱动高电流LED。高端电流检测允许进行负载接地的LED操作。高输出电流准确度可在一个很宽的电流范围内（35mA1A）保持，从而提供了一个宽调光范围。独特的PWM电路实现了4001的调光范围，因而避免LED电流调光操作中常见的彩色漂移现象。 高开关频率允许采用小电感器和陶瓷电容器。小电感器与LT3474的16引脚TSSOP表面贴片封装相结合，使得占用空间和成本均低于替代解决方案。而恒定开关频率与低阻
2、抗陶瓷电容器的组合将产生很低的可预测输出纹波。,4.5.4 LT34741A降压型LED驱动电路,LT3474主要应用于汽车照明、航空照明、建筑物局部照明、显示器背光和恒定电流源，其典型应用电路如图4-45所示。 图4-45 LT3474典型应用电路,4.5.4 LT34741A降压型LED驱动电路,凭借其436V的宽输入范围，LT3474可对各种电源进行调节。电流模式PWM架构提供了快速瞬态响应和逐周期电流限制功能。频率折返和热停机功能给系统提供了额外的保护。 如果SHDN引脚连接至地，则LT3474被关断，并从与VIN引脚相连的输入电源吸收极小的电流。如果SHDN引脚电压超过1.5V，则内
3、部偏置电路接通，包括内部稳压器、基准和振荡器。开关稳压器只在SHDN引脚电压超过2.65V时才开始运作。 该开关电源是一个电流模式稳压器。在每个周期中，反馈环路负责控制开关中的峰值电流，而不采取直接调整功率开关占空比的做法。与电压模式控制相比，电流模式控制改善了环路动态性能，并提供了逐周期电流限制。 VADJ引脚上的电压用于设定流经LED引脚的电流。REF引脚连接至VADJ引脚，将把LED引脚电流设定为1A。连接一个电阻分压器至REF引脚，允许设置小于1A的LED引脚电流。也可以把VADJ引脚连接至一个1.25V电压源来设置LED引脚电流。,4.5.4 LT34741A降压型LED驱动电路,可
4、采用PWM引脚对LED进行脉宽调制（PWM）方式的调光。如果PWM引脚悬空或被拉至高电平，则器件将执行标称操作；如果PWM引脚被拉至低电平，则VC引脚与内部电路断接，并从补偿电容器吸收极小的电流，从OUT引脚吸收电流的电路也被停用。这样，VC引脚和输出电容器将存储LED引脚电流的状态，直到PWM引脚被再次拉至高电平为止。这在脉冲宽度和输出光之间形成了一种高度线性的关系，从而实现了一个宽且准确的调光范围。 RT引脚负责开关频率的设置。对于那些要求采用尽可能小的外部器件的应用，可以采用快速开关频率。如果需要很低或很高的输入电压，则可设置一个较低的开关频率。在启动期间，VOUT将处于低电压状态。 在
5、过载条件下，开关稳压器将执行频率折返操作。一个放大器负责检测VOUT低于2V的时刻，并将在VOUT=0V时把振荡器频率从满频降至标称频率的20%。在启动、短路和过载条件下，OUT引脚电压低于2V。频率折返有助于在这些条件下限制开关电流。,4.5.4 LT34741A降压型LED驱动电路,开关驱动器的工作电压取决于VIN引脚或BOOST引脚，一个外部电容器和肖特基二极管被用来在BOOST引脚上生成一个高于输入电源的电压。 LED电流可通过调节VADJ引脚上的电压来设定。对于一个1A的LED电流，可把VADJ连接至REF或一个1.25V的电源。对于较低的输出电流，可采用式（4-20）来设置 （4-
6、20） 低于1.25V的电压可利用一个从REF引脚引出的分压器来生成，如图4-46所示。 图4-46 利用电阻分压器来设定VADJ,4.5.5 电感降压型LED驱动电路,表4-13和表4-14分别给出了NS公司和Linear公司部分降压型LED驱动电路的参数。 表4-13 NS公司部分降压型LED驱动电路,4.6 BOOST变换器的LED驱动电路,4.6.1 CAT42406W升压型LED驱动电路,CAT4240是一款DC/DC升压型LED驱动电路，输出精确恒定的电流，适合驱动LED串。CAT4240工作于1MHz的固定开关频率，允许该器件使用小的外部陶瓷电容器和电感器。LED以串联方式连接，
7、驱动电流由外部电阻器来设定。CAT4240的高电压输出适合驱动多达10个串联白光LED的中型和大型显示器。 LED的调光可使用直流电压、逻辑信号或脉冲宽度调制（PWM）信号来实现。关断输入引脚允许器件进入“零”的静态电流的掉电模式。 除了热保护和过载电流限制，在“LED开路”时，该器件将进入一个功耗非常低的运行模式。该器件采用了低剖面（最大高度1mm）的5引脚薄型SOT23封装，可在小空间领域应用。,4.6.1 CAT42406W升压型LED驱动电路,1特点 1）开关电流限制在750mA范围内。 2）驱动高压LED串（38V）。 3）效率高达94。 4）低静态地电流0.6mA。 5）1MHz的
8、固定频率低噪声运行。 6）软启动“浪涌”电流限制。 7）关机电流小于1mA。 8）LED开路过电压保护。 9）1.9V(UVLO)时自动关机功能。 10）热过载保护。 11）超薄SOT23型5引脚封装（最大高度1mm）。 12）这些器件无铅、无卤素/无BFR，符合RoHS标准。,4.6.1 CAT42406W升压型LED驱动电路,2典型应用 CAT4240主要应用于全球定位导航系统、便携式多媒体播放器、手持设备、数字摄像机。其典型应用电路图，如图4-47所示。 图4-47 CAT4240典型应用电路,4.6.1 CAT42406W升压型LED驱动电路,3引脚排列与说明 CAT4240的引脚排列
9、如图4-48所示。 图4-48 CAT4240引脚排列 VIN为内部逻辑的电源输入引脚。该器件可在2.85.5V的电压范围内工作，在VIN和接地之间通常放置一个小陶瓷旁路电容（4.7mF），如果低于1.9V，器件停止工作。,4.6.1 CAT42406W升压型LED驱动电路,为关机输入逻辑。当引脚电压低于0.4V时，器件进入关断模式，工作电流几乎为零；当引脚电压高于1.5V时，该器件启用。 GND是接地参考引脚。该引脚应直接连接到PCB上的接地面。 SW引脚连接到内部电源升压转换器的CMOS漏极。电感和肖特基二极管的阳极应连接到SW引脚，连接线到SW引脚的距离应尽量短。一个超压检测电路连接到S
10、W引脚，当电压达到40V时，器件进入低功耗运行模式，以防止SW电压超过最大额定值。 FB反馈引脚通常调整在0.3V。在FB和地之间连接一个电阻来设置LED电流，计算电流的公式如下： （4-21） R1参考图4-47。LED的阴极连接到FB引脚。,4.6.1 CAT42406W升压型LED驱动电路,表4-15给出了电阻R1和LED电流的关系。 表4-15 电阻R1和LED电流的关系,4.6.1 CAT42406W升压型LED驱动电路,4器件工作原理 CAT4240内部结构如图4-49所示。 图4-49 CAT4240内部结构,4.6.1 CAT42406W升压型LED驱动电路,CAT4240是一
11、个具有固定频率（1MHz）、低噪声的电感式升压转换器，可以提供恒定电流，在宽电压范围内具有很好的调节能力。该器件在SW引脚和地之间使用高电压CMOS功率开关给电感储能。当开关关断时，电感储存的能量通过肖特基二极管释放到负载。 通过连接到反馈引脚（FB）的反馈电阻，开关电源的开/关占空比由内部调节和控制，以保持反馈电阻上有一个稳定的0.3V电压。按照0.3/R1，设置电阻的值确定流过LED的电流。 在初始上电阶段，内部功率开关的占空比是受限制的，以防止过大的浪涌电流，从而提供了一个“软启动”的运作模式。 当电感连接到一个大于或等于9V电源时，CAT4240可以输出300mA的电流，驱动6个串联的
12、LED，提供6W的输出总功率。 在“LED开路”故障状态时，反馈控制回路成为开放式电路，输出电压将持续增加，一旦此电压超过40V，内部的保护电路将起作用，使器件进入一个功耗非常低的安全运行模式。,4.6.1 CAT42406W升压型LED驱动电路,器件中包含了一个过热保护电路，以防止器件的结温超过150。在这种不安全的过热条件下，器件会自动停机，直到结温冷却至130以下才恢复正常运作。 有几种可用的方法实现LED的亮度调节。 1）在引脚加载PWM信号。LED电流可重复开启和关闭，所以平均电流的大小与占空比成正比。100%的占空比，一直处于高电平，对应全额的LED电流。推荐的PWM信号频率范围是
13、100Hz2kHz。 2）经过滤波的PWM信号用做可变直流电压控制LED电流。PWM信号电压幅度是02.5V。LED电流可在020mA的范围内调节。PWM信号频率可以从很低到100kHz之间变化。CAT4240PWM滤波电路如图4-50所示。 图4-50 CAT4240PWM滤波电路,4.6.2 TPS615003A升压型高亮度LED驱动电路,TPS61500是一款集成型3A、40V开关型单片驱动器，适用于驱动1W或3W高亮度LED。该器件拥有较宽的输入电压，可支持多节电池输入电压或512V稳压电源的应用。 LED的电流可通过一个外部传感电阻R3来设置，反馈电压由电流模式PWM控制环调整到20
14、0mV，典型应用电路如图4-51所示。该器件支持模拟调光和纯PWM调光控制LED亮度。连接一个电容到DIMC引脚配置器件为模拟调光，LED的电流变化与外部PWM信号占空比成正比；悬浮DIMC引脚配置为纯PWM调光方式，平均LED电流就是PWM信号的占空比乘以设置的LED电流。 该器件具有可编程软启动功能，能够在启动时限制浪涌电流，而且还内置有其他保护特性，如逐个脉冲过流限制、过压保护以及热关断等。 TPS61500主要应用于显示器背光、1W或3W高亮度LED。,4.6.2 TPS615003A升压型高亮度LED驱动电路,图4-51 典型应用原理图,4.6.2 TPS615003A升压型高亮度L
15、ED驱动电路,1工作原理 TPS61500的内部结构如图4-52所示。 TPS61500集成了驱动多达10个串联的高亮度LED的3A/40V低偏置开关FET，该器件通过PWM控制，调整FB引脚的电压为200mV，而LED电流是由一个与LED串联的低阻值电阻检测的。 PWM控制电路在每个开关周期开始时导通开关，输入电压加在电感上并将能量存储在电感上，且电感上的电流以斜坡形式上升。在这个开关周期部分中，负载电流是由输出电容提供的，当电感电流上升到误差放大器的输出的阈值时，功率开关关闭，外部肖特基二极管正向偏置，电感储存的能量转移到电容并供给负载电流。每个开关周期重复此操作。转换器的占空比通过PWM
16、控制比较器比较误差放大器的输出和电流信号来确定，其开关频率可通过外部电阻设置。,4.6.2 TPS615003A升压型高亮度LED驱动电路,图4-52 TPS61500的内部结构,4.6.2 TPS615003A升压型高亮度LED驱动电路,图4-52 TPS61500的内部结构 2开关频率 开关频率可以由连接到FREQ引脚的电阻确定，不要使这个引脚开路，必须始终连接一个电阻到这个引脚才能正常运行。表4-16给出了电阻值和相应的开关频率。,4.6.2 TPS615003A升压型高亮度LED驱动电路,3软启动 TPS61500具有内置软启动电路，大大降低了启动电流尖峰和输出电压过冲。当芯片使能时，内部偏置电流（典型6mA）给SS引脚上的电容C3充电。电容电压钳位内部放大器的输出，决定PWM信号的占空
