新型可設(shè)定電流的LED驅(qū)動(dòng)器原理
HV9925是Supertex公司2006年推出的一款新型LED驅(qū)動(dòng)器集成電路。其實(shí)質(zhì)上是一個(gè)高輸入電壓的DC/DC轉(zhuǎn)換器,市電 (85~264Vac)經(jīng)全波整流及濾波后由HV9925來驅(qū)動(dòng)串聯(lián)的LED負(fù)載,也可以采用20~400V作為輸入電壓來驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載,所以它是一種 適合通用交流市電供電和極寬直流電壓輸入的LED驅(qū)動(dòng)器。該驅(qū)動(dòng)器其他特點(diǎn):驅(qū)動(dòng)高亮度白光LED 10~12個(gè);驅(qū)動(dòng)LED的電流可由外設(shè)的電阻值來設(shè)定,最大的驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)50mA;有使能端可控制驅(qū)動(dòng)器的工作(高電平有效),并可以利用此端輸入 PWM信號(hào),用改變脈沖寬度來調(diào)節(jié)LED的亮度。該器件內(nèi)部是一個(gè)固定關(guān)斷時(shí)間的降壓式DC/DC轉(zhuǎn)換器,其開關(guān)管耐壓達(dá)500V;內(nèi)部有欠壓鎖存及過熱 (大于140℃)保護(hù);采用有散熱墊的SO-8封裝,提高散熱效率;工作溫度范圍-40~+85℃。
HV9925驅(qū)動(dòng)器主要用于交流市電供電的小功率白光LED照明燈,也可以用來驅(qū)動(dòng)LED裝飾燈,并可用于直流供電的LED驅(qū)動(dòng)用。
引腳排列與功能
HV9925的引腳排列如圖1所示。各引腳功能如下:1腳(RSENSE)外接電流檢測電阻,用來設(shè)定驅(qū)動(dòng)LED的電流;2腳(GND)是電源的負(fù)端,地;3腳(PWMD)為使能端,高電平有效,若此端輸入PWM信號(hào),可調(diào)節(jié)LED發(fā)光亮度,若不用調(diào)節(jié)亮度,此端接VDD端;4腳(VDD)為內(nèi)部7.5V穩(wěn)壓電源的正端,給內(nèi)部電路供電,此端需要接一個(gè)0.1μF的旁路電容器;5腳(NC)為空腳;6、7、8腳(Drain)內(nèi)部功率MOSFET的漏極,也是內(nèi)部7.5V穩(wěn)壓電源的輸入端。
主要參數(shù)
HV9925的主要參數(shù):輸入直流電壓20~400V;內(nèi)部線性穩(wěn)壓電源輸出電壓VDD=7.5V;若VDD低于5.0V,輸出鎖存;工作電流300μA;內(nèi)部功率MOSFET的耐壓高于500V,其導(dǎo)通電阻RDS(ON)為100Ω;內(nèi)部控制LED電流的比較器的閾值電壓VTH=0.47V;PWM高電平信號(hào)電壓大于2V(小于5V),低電平電壓小于0.8V;管芯溫度高于140℃時(shí),過熱保護(hù)電路使電路不工作。
典型應(yīng)用電路
HV9925的典型應(yīng)用電路如圖2所示。驅(qū)動(dòng)10個(gè)高亮度白光LED,設(shè)定LED的電流I0=20mA。在圖2中,需要計(jì)算電感器L1、RSENSE。電路分成兩部分:交流電整流和濾波電路及高壓降壓式DC/DC轉(zhuǎn)換電路。
85~264V交流市電輸入,經(jīng)整流橋BR1或由4個(gè)1N4007組成的整流電路后成為直流電,并經(jīng)CIN濾波形成較平滑的直流電壓。
2 高壓降壓式DC/DC轉(zhuǎn)換電路
全波整流及濾波后的電壓經(jīng)10個(gè)串接的LED后接電感L1輸入HV9925的漏極,如圖3所示(這是一個(gè)簡化的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖)。檢測電流的RSENSE接在開關(guān)管的源極(S)。RSENSE上的電壓(ILED×RSENSE)經(jīng)300ns延遲電路輸入電流檢測比較器的同相端,其反相端接 0.47V基準(zhǔn)電壓,比較器的輸出電壓輸入控制電路來控制開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間,使ILED達(dá)到設(shè)定電流。
L1及RSENSE的計(jì)算
L1的計(jì)算公式如下:
L1=V0×TOFF/△I0 (1)
式中,V0是串聯(lián)LED的正向壓降之和;TOFF是開關(guān)管關(guān)斷時(shí)間,TOFF=10.5μs;△I0是紋波電流,可按30%I0來計(jì)算(即△I0=30%I0);I0是流過LED的電流,即I0=ILED。
本例中,白光LED的正向壓降VF典型值為3.5V,則10個(gè)LED的正向壓降之和為10×3.5V,即V0=35V。ILED設(shè)為20mA,則△I0=0.3×20=6mA。代入上式得:
L1 = 35V×10.5μs/6mA
=61.25μH (2)
取標(biāo)準(zhǔn)值68μH,電流大于60mA。
RSENSE的計(jì)算公式如下:
RSENSE=VTH/(I0+1/2△I0) (3)
式中,VTH為電流檢測量的閾值電壓,VTH=0.47V?,F(xiàn)設(shè)定I0=20mA,1/2△I0=3mA,代入上式得:
RSENSE=0.47V/(20mA+3mA)
=20Ω (4)
其他元器件的選擇
圖2中的其他元件選擇:輸入電容C1選0.1μF/100V(也可以不用);D1采用快速恢復(fù)二極管,這里選UF=600V、1A、75ns的MUR160;CDD選用多層陶瓷電容,容量0.1μF/50V。
評(píng)論