概述:LM3424是美国国家半导体公司 (National Semiconductor Corporation)宣布推出一款具有温度管理控制功能的全新LED驱动器,并推出相应的在线设计支持工具。这款型号为LM3424的LED驱动器是美国国家半导体PowerWise系列高能效系列芯片中一款新品,其特点是可以驱动高亮度的LED,适用于多种不同的室内/户外照明系统以及汽车照明应用。该驱动器可驱动多达18颗串联的高亮度LED,适用于多种不同的室内/户外照明系统以及汽车照明应用。在典型的应用情况下,LM3424可输出2 A以上的驱动电流,并可为降压、升压、SEPIC、反激及升/降压拓扑等各类应用提供稳压电流,可适用于4.5~75 V的较宽输入电压范围,而且其内置的PWM控制器可支持高速操作。它采用双列20脚封装。
二、LM3424功能和特性
■输入电压范围为4.5V至75V
■高端可调电流检测
■2Ω,1A峰值MOSFET栅极驱动器
■欠压及输出过电压保护输入
■PWM和模拟调光
■逐周期电流限制
■可编程斜率补偿
■可编程,可同步开关频率
■可编程热折返
■可编程软启动
■高精度电压基准
■低功耗关断和热关断
四、LM3424工作原理
平均工作电流
为了更好地理解LM3424的平均电流ILED,可先忽略热能回折电路的影响,在图2所示的LED电流检测电路中,热能回折电路可等效为一
个电流为零的恒流源(ITF=0A)。LM3424使用外接的电流检测电阻(RSNS)串接在LED电路中,它可将LED电流(ILED)转换为电压(VSNS)。引脚HSP和HSN是检测放大器的两个输入端。由运放知识可知,该电路的两引脚的电位相等(VHSP=VHSN),因此,检测电阻上的电压VSNS即为电阻RHSP上的电压,因此,若ITF=0A,则有:
而用误差放大器可将CSH端的电压控制在恒为1.24V,所以,该电压VSNS的值为:
式中的三个电阻RSNS,RCSH和RHSP并不是任意的,为匹配和减小噪声,建议将电流ICSH设定为100 μA左右。由于这个电流不流经LED,所以并不对LED截止电流和LED电流的调节产生影响。ICSH的值可以大于或小于100μA,但这样会对检测放大器的补偿特性产生一些影响。另外,为尽量减小对检测放大器电压偏移的影响,VSNS的极小值建议取50 mV。
六、LM3424热能回折(Thermal Foldback)电路
热能回折电路在许多应用中都是很必要的,由于受到实际工作环境的影响,LED的内部温度可能会飙升至极高的水平。而热能回折电路可以监控系统热能,以免温度失控。其电路的热能回折原理特性如图3所示,图中,TBK为温度阈值点,当LED温度高于该值时,即进入非安全区,LED的寿命及照明效果便会受到影响。而这时,由于LED电流ILED也开始随之减小,减少的电流会使LED的亮度随之下降,但仍然保持在预设范围内,直至操作温度恢复到安全的操作范围内。事实上,采用LM3424芯片可为照明系统的LED设置温度及斜坡断点,从而确保LED停留在安全区内操作。
图2所示的热能回折电路可通过添加到LM3424器件CSH端的电流ITF来实现。当ITF电流增大时,检测放大器的输出电流会相应减小,以使
LED的电流控制在一个较低的值。当ITF=ICSH时,其可到达温度最高点TEND,这时,ILED=0A。
下面分析该电路的具体控制过程。
ITF的大小是由差分电压VDIF决定的(VDIF=VTREF-VTSENSE),其中VTREF可由RREF1和RREF2分压得到(典型值为2.45 V)。VTSENSE则可由一个NTC电阻得到,由图2可知,若VDIF<0 V,则检测温度小于TBK,差分检测放大器的输出ITF=0,即没有反馈。而检测温度等于TBK时,VDIF =0 V,ITF=0。这时,温度阈值为TBK时的NTC电阻值可由下式得到:
通常可设置RREF1=RREF2,从而有RBIAS=RNTC-BK。若VDIF>0 V(温度高于TBK),则运算放大器的输出电压值与VDIF相等,所以,RGAIN上的电流(由恒流源的知识可知其与ITF相等)会随着温度的上升而改变,即,ITF为:
热能回折电路也可看成是一种模拟调光,只要想办法控制引脚TREF和TSENSE之间的差分电压,就能改变LED的电流,从而实现模拟调光。VDIF>0 V时的LED电流可由下式得到:
网友评论