具有PWM和模擬調(diào)光功能的簡潔實(shí)用LED驅(qū)動解決方案

PT4115是一款連續(xù)電感電流導(dǎo)通模式的降壓恒流源IC(圖1)，能將直流電壓直接轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的恒流輸出。該芯片適合用于綠色照明LED燈的驅(qū)動電路，具有應(yīng)用電路非常簡潔的優(yōu)點(diǎn)。

PT4115采用抖頻(Frequency Jitter)技術(shù)，能有效降低EMI。頻率抖動技術(shù)是一種從分散諧波干擾能量著手解決EMI問題的新方法。頻率抖動技術(shù)是指開關(guān)電源的工作頻率并非固定不變，而是周期性地由窄帶變?yōu)閷拵У姆绞絹斫档虴MI，以減小電磁干擾。當(dāng)沒有采用頻率抖動技術(shù)時(shí)，各次諧波較窄而且離散，幅值在諧波頻率較高處，EMI集中在峰尖。采用頻率抖動技術(shù)時(shí)，諧波幅值降低并變得平滑，高次諧波接近連續(xù)響應(yīng)，抑制EMI的效果十分顯著。

PT4115采用8~30V寬電壓輸入，擊穿電壓>45V，輸出電流可達(dá)1.2A，轉(zhuǎn)換效率高達(dá)97%，輸出電流精度達(dá)±5%。該芯片具有過溫、過壓、過流、LED開路保護(hù)等多種功能。它采用SOT8-5封裝，有利于驅(qū)動芯片管芯的快速散熱。PT4115的應(yīng)用電路簡潔，僅需四個元器件，如圖2(a)所示。

DIM引腳的調(diào)光功能采用由高向低的調(diào)光方法，安全可靠。PWM和模擬電壓均可控制調(diào)光。DIM內(nèi)部有一個1MΩ的上拉電阻(Rup)接到內(nèi)部5V電源。由于有些燈具需要實(shí)施過溫保護(hù)，可在DIM端外加一個熱敏電阻、NTC或溫度二極管。DIM端的電壓由Rup和NTC分壓決定，利用模擬調(diào)光的原理以及溫度對PN結(jié)電流的負(fù)反饋實(shí)現(xiàn)動態(tài)溫度控制，可實(shí)現(xiàn)LED燈具的動態(tài)過溫保護(hù)。NTC也可選用半導(dǎo)體溫度傳感器或PN結(jié)。燈具過溫保護(hù)實(shí)用電路如圖2(b)所示，外圍器件的選型如表1所示。

PT4115的應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)包括：AC/DC電流源要足夠大;所有周邊器件自身的功耗要盡可能小;需確定Vin與負(fù)載電壓的需求，當(dāng)Vin-?VF=1.2-1.5V時(shí)，工作效率較佳;Rs應(yīng)按LED光源的IF電流大小來設(shè)計(jì)，RS=0.1/ILED;當(dāng)LED電流小于400mA，L選用68~100uH(飽和電流>0.6A);當(dāng)電流400~800mA時(shí)，L選用47~68uH (飽和電流>1.2A);L的輸出電流等于需用電流的1.5倍;L選用錳鋅4000磁芯;Cin有續(xù)流和濾波的功能，電容量不宜太小，耐壓不宜太低;整流和續(xù)流二極管選用正向壓降盡可能小、電流較大的肖特基二極管，以有效地降低系統(tǒng)功耗;PCB銅箔與PT4115的裸露焊盤和GND管腳的接觸面積要盡可能大，以利于散熱。

單顆芯片多種應(yīng)用

PT4115是一顆可應(yīng)用于多種LED燈具驅(qū)動的芯片，如路燈、水底燈、洗墻燈、泛光燈、隧道燈、汽車工作燈等。簡單實(shí)用低成本LED燈具方案如圖2(c)所示?？蓪?~9顆1W LED串聯(lián)，其△VF=3.4VxN，IF=350mA。當(dāng)Vin=12V時(shí)，3顆LED串聯(lián)，△VF=10.2V，工作效率較佳。還可以支持3串LED并聯(lián)應(yīng)用，△IF=3x，350mA=1050mA。燈具系統(tǒng)設(shè)計(jì)可采用N組合，以適應(yīng)多種燈具方案的需要。

可用于DEMO

向燈具廠商提供可用于生產(chǎn)LED燈具驅(qū)動DEMO，是促進(jìn)LED燈具廠家快速投產(chǎn)的好辦法。一顆芯片的推廣往往要經(jīng)歷單顆芯片的推廣、送樣，客戶要設(shè)計(jì)應(yīng)用于產(chǎn)品的電路圖，做實(shí)驗(yàn)板驗(yàn)證、畫PCB版圖、采購元器件、組裝生產(chǎn)、調(diào)試檢測等等，一般需要幾個月?，F(xiàn)在由芯片上游廠家直接為最終產(chǎn)品廠商提供可用于生產(chǎn)的DEMO(圖3)，大大地縮短了生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的開發(fā)周期。幾個月推廣的實(shí)踐證明，大多數(shù)LED燈具廠在檢測可用于生產(chǎn)的DEMO的性能符合其企標(biāo)要求后，會立即做一個小批量生產(chǎn)，驗(yàn)證其重復(fù)性和可靠性，順利的話二三周可快速進(jìn)入批量生產(chǎn)。

圖3：可用于生產(chǎn)的MR16射燈DEMO。