大功率LED的驱动电路设计(PT4115应用)
PT4115应用
驱动芯片PT4115的简介及其应用电路这里主要介绍市场上比较常用的MR16灯杯驱动芯片PT4115。
1、PT4115简介（1）、PT4115芯片的引脚功能a、SW：功率开关的漏端。
b、GND：信号和功率地。
c、DIM：开关使能、模拟和PWM调龙端。
d、CSN∶电流采样端，采样电阻接在CSM和VIN端之间。
e、VIN：电源输入端，必须就近接旁路电容。
f、Exposed PAD散热端，内部接地，贴在PCB板上减小热阻。
（2）、PT4115芯片的特性·高度集成DC／DC-Buck→Constant Current功能。
·采用抖频搜术有效降低EMI。
注：频率抖动技术是一种从分散谐波干扰能量着手，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成宽带的方式来降低EM1，减小电磁干扰的方法。
·Uin=8~30V，击穿电压>45V；Iout＝1．2A。
·功率高达97％。
·DIM由高向低调光，安全可靠。
·超低的关断电流·5%的输出电流精度。
·LED开珞保护。
·采用80T89－5封装，有利于驱动芯片管芯的快速散热。
·周边应用电路简约，仅4个元器件，应用成本低。
2、PT4115应用特点·电感越大、工作频率越低，恒流效果越好。
·输出：电流越大，需要电感值越小，电感选择比较方便。
·输出电压越高，效率越高，3颗1W串联比1颗5W效率要高。
·系统损耗由RS损耗（0.1‰）、电感DCR损耗（DCR×I2out）、功率开关导通损耗（Rsw×I2out）、功率开关的开损耗（正比于开关频率）等主要部分组成。
·通常电感越大，功率开关的开关损耗越小，但是DCR会变大，对应电感损耗变大。
·反馈电压100mV，Rs损耗业界最小，功率开关导通电阻Rsw为0.6 Ω，也比较小，效率比一般产品高。
大功率LED的驱动电路设计方案
《综合课程设计》课程报告姓名：韩阳学号： 2006146223专业：光信息科学与技术任课教师：王习东成绩：三峡大学理学院物理系2009年1月05日大功率LED的驱动电路设计摘要：LED<light emitting diode）即发光二极管，是一种用途非常广泛的固体发光光源，一种可以将电能转化为光能的电子器件。
由于LED具有节能、环保、使用寿命非常长，LED元件的体积非常小，LED的发出的光线能量集中度很高，LED的发光指向性非常强，LED使用低压直流电即可驱动，显色性高<不会对人的眼睛造成伤害）等优点，LED被广泛应用在背光源、照明、电子设备、显示屏、汽车等五大领域。
而且随着LED研发技术的不断突破，高亮度、超高亮度、大功率的LED相继问世，特别是白光LED的发光效率已经超过了常用的白炽灯，正朝着常照明应用的方向发展，大有取代传统的白炽灯甚至节能灯的趋势。
本论文主要介绍采用恒流驱动方式实现驱动电路，并且提出一种基于恒流驱动芯片PT4115的高效率的大功率LED恒流驱动解决方案。
该种驱动电路简单、高效、成本低，适合当今太阳能产品的市场化发展。
关键词：大功率LED ；驱动电路；恒流驱动芯片PT4115一、LED 主要性能指标：1）LED的颜色：目前LED的颜色主要有红色,绿色,蓝色,青色,黄色,白色,暖白,琥珀色等其它的颜色；2）LED的电流：一般小功率的LED的正向极限电流多在20mA。
但大功率LED的功率至少在1W以上，目前比较常见的有1W、3W、5W、8W和10W。
1WLED的额定功率为350mA ,3W LED的750mA。
3）LED的正向电压：LED的正极接电源正极,负极接电源负极。
一般1W的大功率LED的正向电压为3.5V~3.8V。
4）LED的反向电压：所允许加的最大反向电压。
超过此值，发光二极管可能被击穿损坏LED发光强度：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发>光强(度>，单位为坎德拉<cd）。
PT4115晶源微30V 1.2A高调光比LED恒流驱动器
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PT4115
5）软启动模式
通过在 DIM 接入一个外部电容，使得启动时 DIM 端电压缓慢上升，这样 LED 的电流也缓慢上 升，从而实现软启动。通常情况下，软启动时间和外接电容的关系大约为 0.8 ms / nF。
6）旁路电容
在电源输入必须就近接一个低等效串联电阻（ESR）的旁路电容，ESR 越大，效率损失会变大。 该旁路电容要能承受较大的峰值电流，并能使电源的输入电流平均，减小对输入电源的冲击。直流 输入时，该旁路电容的最小值为 4.7 µF，在交流输入或低电压输入，旁路电容需要更大一些。该旁 路电容尽可能靠近芯片的输入管脚。为了保证在不同温度和工作电压下的稳定性，建议使用 X5R / X7R 电容。 7）选取电感
V
0.3
V
0.5
2.5
V
50
kHz
0.02 %
1
5000：1
4%
1
25：1
200
KΩ
4.2
µA
0.4 Ω
0.6
1.2
A
0.5
5
µA
160
℃
20
℃
V. 1.0
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功能说明 1 功能框图
VIN
PT4115
2 工作原理描述
PT4115 和电感（L）、电流采样电阻（RS）形成一个自振荡的连续电感电流模式的降压型恒 流 LED 控制器。VIN 上电时，电感（L）和电流采样电阻（RS）的初始电流为零，LED 输出电流也 为零。这时候，CS 比较器的输出为高，内部功率开关导通，SW 的电位为低。电流通过电感（L）、 电流采样电阻（RS）、LED 和内部功率开关从 VIN 流到地，电流上升的斜率由 VIN、电感（L）和 LED 压降决定，在 RS 上产生一个压差 VCSN 。当（VIN − VCSN）＞115 mV 时，CS 比较器的输出 变低，内部功率开关关断，电流以另一种斜率流过电感（L）、电流采样电阻（RS）、LED 和肖特 基二极管（D）。当（VIN − VCSN）＜ 85 mV 时，功率开关重新打开，这样使得在 LED 上的平均电 流为：
PT4115介绍
华润矽威科技LED驱动新产品PT4115宽调光比的高亮度LED照明驱动PT4115PT4115＃PT4115特点和应用DC-DC降压式LED转换器特点：•输入范围从8V到30V，击穿电压>45V•输出电流高达1.2A，内置大功率MOFET•效率高达97％•超低的关断电流•±5％输出电流精度•LED开路保护•模拟/PWM调光功能选择，高达5000:1的PWM调光比•内部含有抖频特性，有效地改善了EMI应用：MR16射灯、LED装饰照明、汽车的辅助照明灯＃＃•输入电压范围：8-30V •输出电流高达1.2A •外部元器件少•调光特性好，PWM/模拟调光直流输入应用方案直流输入方案PT4115VINCSNSWDIMGNDR S L C INV IND(SS14)47uH10uFDC8-30V0.27ΩLED 1W＃12-18VAC 应用方案12-18V AC 输入方案PT4115VINCSNSWDIMGNDR S L C INV IND47uH100uFAC12-18VDC8-30V0.13Ω3W LED＃系统效率和输出电流8101214161820222426283075%80%85%90%95%100%E f f i c i e n c ySupply Voltage Vin(V)Efficiency1,3 and 7 LEDsL=47uH Rs=0.13ohm1LED3 LEDs7LEDs510152025307107207307407507607707807908007LEDs3LEDs5LEDs2LEDs6LEDs4LEDsO u t p u t C u r r e n t (m A )Supply Voltage Vin(V)Output Current L=47uH Rcs=0.13ohm1LED 3W LED 输出效率3W LED 输出电流＃LED电流随LED个数和输入电压关系510152025301.101.121.141.161.181.201.221.247LEDs6LEDs5LEDs4LEDs3LEDs2LEDsO u t p u t C u r r e n tSupply Voltage(V)Output Current L=27uH Rcs=0.0825ohm1LED510152025302802852902953003053103153203257LEDs6LEDs5LEDs4LEDs1LED2LEDs3LEDsO u t p u t C u r r e n tSupply Voltage (V)Output Current L=100uH Rcs=0.33ohm1.2A 输出电流300mA 输出电流＃PWM调光0.00.20.40.60.8 1.00100200300400500600O u t p u t C u r r e n t (u A )Dim Duty CycleOutput Current vs Dim Duty Cycle50KHz20KHz100HzPWM 调光，从0%到100%)55.2%,1000(1.0V V V D RsD I pulse OUT <<≤≤×=)5.25.0%,1000(5.21.0V V V D RsD V I pulse pulse OUT <<≤≤×××=＃PWM调光比100,215000:1PWM settle PWM settlef Hz t usDim Range f t == ==´PWM 调光比＃012345100200300400500600700800L E D C u r r e n t (u A )Dim Pin Voltage(V)LED Current vs VdimR=0.13ohmR=0.33ohm模拟调光)5.25.0(5.21.0V V V RsV I DIM DIM OUT≤≤××=)55.2(1.0V V V RsI DIM OUT≤≤=模拟调光动态温度调节DIM端内部是一个1兆上拉电阻（Rup）接到内部5V电源。
大功率LED的驱动电路设计(PT4115应用)(精)
大功率LED 的驱动电路设计（PT4115应用）摘要：LED （light emitting diode ）即发光二极管，是一种用途非常广泛的固体发光光源，一种可以将电能转化为光能的电子器件。
由于LED 具有节能、环保、使用寿命非常长，LED 元件的体积非常小，LED 的发出的光线能量集中度很高，LED 的发光指向性非常强，LED 使用低压直流电即可驱动，显色性高（不会对人的眼睛造成伤害）等优点，LED 被广泛应用在背光源、照明、电子设备、显示屏、汽车等五大领域。
而且随着LED 研发技术的不断突破，高亮度、超高亮度、大功率的LED 相继问世，特别是白光LED 的发光效率已经超过了常用的白炽灯，正朝着常照明应用的方向发展，大有取代传统的白炽灯甚至节能灯的趋势。
本论文主要介绍采用恒流驱动方式实现驱动电路，并且提出一种基于恒流驱动芯片PT4115的高效率的大功率LED 恒流驱动解决方案。
该种驱动电路简单、高效、成本低，适合当今太阳能产品的市场化发展。
关键词：大功率LED ；驱动电路；恒流驱动芯片PT4115一、LED 主要性能指标：1）LED 的颜色：目前LED 的颜色主要有红色,绿色,蓝色,青色,黄色,白色,暖白,琥珀色等其它的颜色；2）LED 的电流：一般小功率的LED 的正向极限电流多在20mA 。
但大功率LED 的功率至少在1W 以上，目前比较常见的有1W 、3W 、5W 、8W 和10W 。
1W LED 的额定电流为350mA,3W LED 的750mA 。
3）LED 的正向电压：LED 的正极接电源正极,负极接电源负极。
一般1W 的大功率LED 的正向电压为3.5V~3.8V 。
4）LED 的反向电压：所允许加的最大反向电压。
超过此值，发光二极管可能被击穿损坏 LED 发光强度：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)，单位为坎德拉（cd ）。
5）LED 光通量：光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通量。
pt4115大功率恒流应用电路规格书
pt4115大功率恒流应用电路规格书引言：PT4115是一款集成了开关功率MOSFET的电流模式恒流LED驱动芯片。
它能够提供高效率和精确的LED亮度调节功能，广泛应用于室内和室外照明系统。
本文将详细介绍PT4115的规格和应用电路。
1. PT4115的特性和规格1.1 输入电压范围PT4115能够工作在8V至30V的宽输入电压范围内。
这使得它非常适合应用在各种不同类型的电源系统中。
1.2 输出电流调节范围PT4115可以通过外部器件来设置和调节输出电流。
典型的输出电流可在200mA至2A之间进行调节，因此可以满足不同功率要求的LED照明系统。
1.3 高效率和低功耗PT4115内部集成了高效率的开关功率MOSFET，具有较低的导通压降和热耗散。
在应用中，它能够以高效率转换输入电源的能量为输出电流和电压，从而减少能量损耗。
1.4 瞬态保护和过温保护PT4115具有瞬态保护和过温保护功能，能够在输入电源电压波动或工作温度过高时自动保护驱动电路，防止瞬态或长时间过载损坏。
2. PT4115应用电路设计以PT4115为核心的应用电路设计如下：（图示PT4115应用电路示意图）2.1 输入电源电容选取为了确保电路的稳定工作，建议在输入电源端并联一个适当的电容。
这可以有效减小输入电源的纹波和噪音，提供稳定的工作环境。
2.2 输出电流设置通过选择合适的电阻和电流感应器来设置输出电流。
电流感应器的选择要符合输出电流和电路要求，以保证PT4115能够正常工作。
2.3 PWM调光控制PT4115内部集成了一个可调电流比例控制器，通过PWM信号调节LED的亮度。
这可以实现精确的亮度调节和频闪控制，以满足不同应用场景的需求。
3. PT4115应用实例以室内LED照明系统为例，利用PT4115实现恒流驱动LED，具体应用实例如下：（图示PT4115应用实例电路图）3.1 输入电压接入将室内电源与PT4115的输入端相连接，注意输入电压范围应在8V 至30V之间。
PT4115
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电气参数（续）（注 4、5）
PT4115
30V/1.2A、高调光比 LED 恒流驱动器
符号
参数
测试条件 最小值 典型值
DIM输入
RDIM
DIM对内部工作电压上拉电阻
200
IDIM_L
DIM接地漏电流
VDIM = 0
25
功率开关
RSW
SW导通电阻
VIN =24V VIN =12V
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
5
10 15 20 25 30
Iin(uA)
Iin (uA)
"on" Resostence(ohm)
Vsense (V)
Voltage across Rcs(0.33ohm) vs Temperature 115
110
24V 1LED
105
24V 3LED
散热端，内部接地，贴在 PCB 板上减小热阻
无连接,接地或悬空
极限参数(注 1)
符号 VIN SW CSN DIM ISW PDMAX PTR PTR TJ TSTG
参数
电源电压 功率开关的漏端 电流采样端 (相对 VIN) 开关使能、模拟和 PWM 调光端 功率开关输出电流 功耗(注 2)
热阻, SOT89-5（θJA） 热阻, ESOP-8（θJA）
Ω A µA
℃ ℃
工作原理描述
PT4115和电感（L）、电流采样电阻（RS）形成一个自 振荡的连续电感电流模式的降压型恒流LED控制器。 VIN上电时，电感（L）和电流采样电阻（RS）的初始电 流为零，LED输出电流也为零。这时候，CS比较器的输出 为高，内部功率开关导通，SW的电位为低。电流通过电 感（L）、电流采样电阻（RS）、LED和内部功率开关 从VIN流到地，电流上升的斜率由VIN、电感（L）和LED
pt4115工作原理
pt4115工作原理
PT4115是一种用于LED驱动的器件，其工作原理如下：
1.输入电压稳压：将来自电源的输入电压经过电感L1进入
PT4115芯片，芯片内部的电压稳压电路将输入电压稳定为
PT4115内部工作电压。
2.电流采样：PT4115使用电感L2作为电流传感器，当LED
串联电路通过电感时，电感L2感应到的电流将导致其产生一
个感应电压，PT4115通过对感应电压的采样，可以实时监测LED串联电路的电流。
3.输出电流控制：PT4115通过内部的电流控制电路根据感应
电压的大小，对LED串联电路进行调节，使得电流维持在设
定值。
4.频率调节：PT4115内部集成了一个可调的开关频率调节器，通过调整开关频率可以实现对LED电流的精确控制。
5.PWM调光：PT4115支持PWM调光功能，通过控制输入PWM信号的占空比，可以实现对LED的亮度调节。
6.过温保护：PT4115内部集成了过温保护功能，当芯片温度
超过设定值时，将自动降低输出电流，以保护芯片和LED不
受损坏。
总结：PT4115是一种带有频率可调的LED驱动器，通过电流
采样和控制、频率调节、PWM调光和过温保护等功能，实现对LED串联电路的控制和保护。
PT4115恒流驱动资料书
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30V / 1.2A 高调光比 LED 恒流驱动器
PT4115
最大额定值（1）
项目 电源电压 功率开关的漏端 电流采样端（相对 VIN） 开关使能、模拟和 PWM 调光端 功率开关输出电流 功耗（2） 热阻，SOT89-5（θJA） 工作结温范围 储存温度范围
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30V / 1.2A 高调光比 LED 恒流驱动器
PT4115
2.5 V，输出 LED 电流保持恒定，并由（0.1 / RS）设定。LED 电流还可以通过 DIM 到地之间接一个 电阻进行调节，内部有一个上拉电阻（典型 1.2 兆欧姆）接在内部稳压电压 5 V 上，DIM 管脚的电 压由内部和外部的电阻分压决定。
（转下页）
深圳市森利威尔电子有限公司 ＳＨＥＮＺＨＥＮ ＳＥＮＬＩＷＥＬＬ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＣＯ．，ＬＴＤ
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30V / 1.2A 高调光比 LED 恒流驱动器
（接上页）
PT4115
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30V / 1.2A 高调光比 LED 恒流驱动器
PT4115
IOUT
= 0.1× D RS
（0 ≤ D ≤100 %，2.5 V ＜ VPULSE ＜ 5 V )
如果高电平小于 2.5V，则
PT4115降压式LED恒流驱动 实验报告
Boost 稳压驱动电路【实验目的】1. 了解稳压控制的原理。
2. 了解Boost 升压电路的原理。
3. 了解MC34063芯片的在工作原理。
【实验材料、仪器与用具】PCB 板、元器件、焊锡丝、导线；电烙铁、镊子、稳压限流直流电源、VC890C+数字万用表（测试元件）、MC34063芯片【实验原理】1.Boost 升压电路原理由于LED 灯板的工作电压为12V ，所以利用Boost 升压电路，把输入电压5V 转换为输出电压12V 。
但是可能会造成电压不稳的结果，所以还需要Boost 稳压控制。
2.Boost 稳压控制原理可得输出电压只跟R1和R2有关，所以只要控制好数值，都可以讲输入电压的波动产生的影响消除，实现12V 的稳压。
3.MC34063工作原理DU T T U U m off on m -⨯=+⨯=11)1(0221R R R U U ref out +⨯=【实验过程】电路焊接：刘仲棠1.清点元器件，用万用表确认器件参数。
2.按照从高到低的焊接原则进行焊接。
3.焊接完毕后检查是否有虚焊、焊错的情况。
4.将模板进行拼接。
电路测试：詹鑫江1.连接测试电路，将输入电压调至5V，测量输出电压。
2.逐渐提升输入电压，观察输出电压和输出电流的变化。
【实验结果与分析】实验现象：在调节输入电压从5V逐渐上升的过程中，输出电压和输出电流变化不大趋于平稳。
结果分析：实验中，当输入电压为5V时，输出电压并非为理论值的12V，可能是因为焊接的缘故，使得电路的阻值发生改变；而当输入电压改变时，有稳压控制开关控制调整占空比，使得输出稳定。
【心得体会】通过这一连串的实验，我的实践能力得到了增强，学习到了不少焊接电路的技巧。
而且在课程当中老师的讲课由浅入深，锻炼我的思维，让我能够独立地理解，解决电路的难点。
并且在实验中加强了我对Boost电路的认识；可惜最后一次焊接有点操之过急，这一缺点让作品被扣分，在老师的指认下，清晰的认识到虚焊的危害。
怎样用PT4115来设计LED照明灯具的驱动电源
版主芯币43枚∙个人空间∙发短消息∙加为好友∙当前离线颜工的全部文章沙发大中小发表于 2009-11-20 11:37 只看该作者怎样用PT4115来设计LED照明灯具的驱动电源华润矽威科技（上海）有限公司颜重光高工1）LED工作要素LED工作的主要参数是V F、I F，其它相关的是颜色/色温/波长/亮度/发光角度/效率/功耗等。
LED是一个P-N结二极管，只有施加足够的正向电压才能传导电流。
V F正向电压是为LED发光建立一个正常的工作状态，I F正向电流是促使LED发光，发光亮度与流过的电流成正比例。
LED V F标称电压：3.4V± 0.2V。
LED I F工作电流按应用需要选用，各档不能混用。
LED 灯用各档LED电流：2）大功率照明用LED大功率照明用LED其封装从成品来看是单颗芯片的，其实是用N 颗LED管芯封装在一个单位里的。
它们的排列组合是串并联，它们是N个串联，再N个并联，然后由二点联接电源（图1）。
选用时要特别注意它的V F和I F。
3）LED灯具驱动原理LED灯具驱动需要先将高压的交流电变换成低压的交流电（AC/AC），然后将低压的交流电经桥式整流变换成低压的直流电（AC/DC），再通过高效率的DC/DC开关稳压器降压和变换成恒流源，输出恒定的电流驱动LED光源。
LED光源是按灯具的设计要求由小功率或大功率LED多串多并而组成。
每串的I F电流是按所选用的LED光源I F要求设计，总的正向电压△V F是N颗LED 的总和。
LED灯具驱动原理如图2所示。
LED灯具选用36V以下的交流电源可以考虑非隔离供电，如选用220V和100V的交流电源应考虑隔离供电。
[本帖最后由颜工于 2009-11-20 11:40 编辑]回复| 引用| 评分|建议精华| 建议删除| 道具TOP↑巨牛！一套仪器实现全部I-V测试功能？！版主芯币43枚∙个人空间∙发短消息板凳大中小发表于 2009-11-20 11:42 只看该作者4）应用方案简洁的PT4115工作原理PT4115具备高度集成的DC/DC-Buck→Constant Current 功能，它能将直流电压直接转换成稳定的恒流输出。
pt4115中文资料_数据手册_参数
单位 V V V V A W
℃/W ℃ ℃
说明： 1. “最大额定值”是指超出该工作范围，芯片有可能损坏。“电气参数”定义了器件在工作范
围内并且在保证特定性能指标的测试条件下的直流和交流电参数规范。对于未给定上下限值的参数， 其典型值合理反映了器件性能。
FSW
参数 输入电压 欠压保护 欠压保护迟滞 最大工作频率
（转下页）
测试条件
VIN 下降 VIN 上升
最小值 6
典型值
6.8 500
最大值 30
1
单位 V V mV
MHz
2
友台半导体有限公司
UMW R
UMW PT4115
（接上页）
符号 电流采样
VCSN VCSN_HYS
项目 电源电压 功率开关的漏端 电流采样端（相对 VIN） 开关使能、模拟和 PWM 调光端 功率开关输出电流 功耗（2） 热阻，SOT89-5（θJA） 工作结温范围 储存温度范围
符号 VIN SW CSN DIM ISW
PDMAX CSCR
TJ TSTG
范围 −0.3 ～ 35 −0.3 ～ 35 +0.3 ～ −6.0 −0.3 ～ 6
如果高电平小于 2.5V，则
IOUT
= VPULSE × 0.1× D 2.5 × RS
（0 ≤ D ≤100 %，0.5 V ＜ VPULSE ＜ 2.5 V )。
4）关断模式
通过在 DIM 端接入 0.3 V 以下的电压，实现系统关断。通常情况下，系统的静态电流保持在 60 μA 以下。
2）通过直流电压实现模拟调光
DIM 端可以外加一个直流电压（VDIM）调小 LED 输出电流，最大 LED 输出电流由（0.1 / RS） 设定。LED 平均输出电流计算公式：
LED恒流驱动PT4115
LED恒流驱动PT4115PT4115是一款连续电感电流导通模式的降压恒流源,适合绿色照明LED灯的驱动电路.它具有较宽的直流8V到30V输入电压范围,击穿电压>45V,输出200~1200mA恒定直流,可满足驱动点亮1~7颗串联的大功率LED或N颗串并联的小功率LED,驱动恒流大小可按应用方案设定. PT4115采用频率抖动技术有效地改善EMI;采用从满量程向下到零的PWM调光;安全可靠;调光比可达5000:1;采用SOT89-5的封装;芯片的管芯(Die)可通过直接连通到封装外的金属板(Exposed PAD)散热;导热十分有效.PT4115内部设置了过温保护功能(TSD),以保证系统稳定可靠的工作.当IC芯片温度超出160℃,IC即会进入TSD保护状态并停止电流输出,而当温度低于140℃时,IC即会重新恢复至工作状态.PT4115可利用模拟调光的原理以及温度对LED电流的负反馈实现LED灯具动态温度控制,只要在调光端(DIM)加一热敏电阻或PN结即可.加上整流桥PT4115可应用于交流12V、24V供电的LED灯具.PT4115的应用十分简洁,周边零件仅四个. PT4115的工作效率高达97%,是真正的绿色驱动IC.PT4115广泛应用于使用LED灯的MR11、MR16、水灯、路灯等各类LED灯具. PT4115特点﹡输入电压:8~30V﹡输出电流:最大电流1.2A,﹡输出电流精度:±5%﹡高效率:最高97%﹡调光控制: 电压或脉宽调制﹡工作频率:1MHz﹡静态功耗:<60uA﹡内置LED开路保护,过温保护﹡抖频科技,能有效改善EMI﹡软启动功能﹡无铅制程﹡封装方式:SOT89-5PT4115应用﹡低压LED射灯代替卤素灯﹡车载LED灯﹡低压工业照明﹡LED备用灯﹡ILED灯饰﹡安全电压照明﹡液晶电视背光PT4115的特性• 高度集成DC/DC-Buck→Constant Current 功能.• 采用抖频技术有效降低EMI.频率抖动技术(Frequency Jitter)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,来减小电磁干扰的方法.• Vin=8-30V,击穿电压>45V ;Iout=1.2A.• 效率高达97%.• DIM调光由高向低调光,安全可靠.• 超低的关断电流.• ± 5%输出电流精度.• LED开路保护• 采用SOT89-5封装,有利于驱动芯片管芯的快速散热.• 周边应用电路简约,仅四个元器件,应用成本低.应用:MR11、MR16、水底灯、洗墙灯、泛光灯、应急灯、草坪灯、路灯、隧道灯...。
大功率LED的驱动电路设计
大功率LED的驱动电路设计梁计锋;尤国强;任华;梁瑞【摘要】LED(Light Emitting Diode)作为新一代绿色光源,具有节能、环保和光转换效率高等特点,在照明应用方面已广泛展开.尤其是大功率LED光源更是备受喜爱,由于LED光源不能直接用市电220v电压直接供电,需特殊电压供电,因此,需要专门的驱动电路来点亮LED.本论文主要介绍一种LED恒流驱动电路,其采用恒流芯片PT4115来实现对大功率LED的高效恒流驱动.此电路具有效率高、成本低,可靠,安全等优点,适合当今大功率LED驱动电路的市场发展前景.%LED(Light Emitting Diode) as a new generation of green light source, with energy saving, environmental protection and high efficiency of light conversion characteristics, has been widely used in lighting applications. In particular, high-power LED light source is much loved, because the LED light source can not be directly used for direct supply of electricity 220V voltage, the need for special voltage supply, therefore, the need for a dedicated driver circuit to light up LED. This paper introduces a LED constant current drive circuit, the constant current chip PT4115 to realize constant current drive of high power LED. This circuit has many advantages, such as high efficiency, low cost, reliability, security, and so on. It is suitable for the market development of high power LED drive circuit.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2017(000)008【总页数】3页(P12-14)【关键词】LED光源;驱动电路;恒流;PT4115【作者】梁计锋;尤国强;任华;梁瑞【作者单位】西安翻译学院,陕西西安,710105;西安翻译学院,陕西西安,710105;西安翻译学院,陕西西安,710105;西安翻译学院,陕西西安,710105【正文语种】中文LED(Light Emitting Diode)作为新一代绿色光源,具有节能、环保和光转换效率高等特点,在照明应用方面已广泛展开。
pt4115大功率恒流应用电路规格书
DIM输入
RDIM
DIM对内部工作电压上拉电阻
200
IDIM_L
DIM接地漏电流
VDIM = 0
25
功率开关
RSW
SW导通电阻
VIN =24V VIN =12V
0.4 0.6
ISWmean
SW连续电流
ILEAK
SW漏电流
0.5
过热保护
TSD
过热保护温度
160
TSD-hys 过热保护迟滞
20
注 4：典型参数值为 25˚C 下测得的参数标准。
6 5 4 3 2 1 0
0123456789
Vdim vs Supply Vin
Vdim(V)
Vdim vs Supply Voltage
5.5
5.4
5.3
5.2
5.1
5.0
4.9
4.8
4.7
4.6
4.5 5
10
15
20
25
30
Supply Voltage Vin(V)
Efficiency
Vdim(V)
此外，为了保证可靠性，PT4115内部包含过热保护功能 （TSD），封装含有散热PAD。过热保护功能在芯片过热 （160℃）时保护芯片和系统，外部的散热PAD增强了芯 片功耗，于是，PT4115能够安全地输出较大电流。PT4115 还可以通过DIM管脚外接热敏电阻（NTC）到LED 附近， 检测温度动态调节LED电流保护LED，详见后面应用说明。
Ambient Temperature
Supply Current vs Supply Voltage
250
200
150
100
大功率LED驱动电路的设计与实现
大功率LED的驱动电路的设计与实现摘要：LED（light emitting diode）即发光二极管，是一种用途广泛的固体发光光源，可以将电能转化为光能。
从消耗功率来讲，通常把毫瓦级LED称为小功率LED，把瓦级LED称为大功率LED。
LED 具有节能、环保、使用寿命长，体积小，使用低压直流电即可驱动，显色性高（不会对人的眼睛造成伤害）等优点，LED被广泛应用在背光源、照明、电子设备、显示屏、汽车等五大市场。
本设计采用恒流驱动方式作为LED 驱动电路，提出一种基于恒流驱动芯片PT4115的高效率的大功率LED恒流驱动解决方案。
该种驱动电路结构简单、效率高、成本低，非常适合当今的市场发展。
关键词：大功率LED ；驱动电路；Pulse Width Modulation（PWM）；PT4115The Design of Driver Circuit for High-Power LEDAbstract :LED means light emitting diode,which is a kind of solid shine the light source versatility, can convert electric power into light energy. From power consumption speaking,the mw grade LED called small power LED and the tile level LED called high power LED usually. LED has more advantages ,such as energy conservation, environmental protection, long service life, small size, eazy to drive using the low voltage dc, the high show color (not cause damage to the person's eye) and so on, and it is widely used in five big market including backlight source, lighting, electronic equipments, display screens, automobiles. This thesis mainly describes the realization of drive circuit by using constont current drive mode, and put forward a solution with high power LED constant current drive high-efficiently based on constont current drive chip PT4115. The driving circuit is simple, high efficiency and low cost, and is very suitable for today's market development.Key words:High power LED; Driving circuit; Pulse Width Modulation（PWM）；PT41150 引言20世纪90年代以来，由于越来越严重的能源危机和气候变暖问题，节能已经成为全球普遍关注的话题。
PT4115LED光源驱动电路
PT4115LED光源驱动电路LED光源驱动电路LED 光源的驱动电路就是把12V 直流电压变换成稳定的恒流源，电路的设计本着删繁就简、节省成本的原则，应该从能完成这个电路设计要求的众多LED驱动芯片中选择集成度高、性能较好、应用电路简单、价格较平的性价比有优势的芯片。
因此选择驱动电路周边器件少的驱动芯片是生产成本的首要考量。
PT4115 用在1—6W 的白光LED 光源驱动方案时只需要四个零件（图2），图2 PT4115 LED 光源驱动电路Cin 是输入滤波电容，Rs 设定流过LED 的电流IF，Rs=0.1/ILED；L 是续流电感，D5 是续流二极管。
因适配器已提供12V 的直流电压，原图为交流电压输入整流用的桥式整流器D1-D4 可省略。
虽然零件少了但对零件的要求高了，设计时要按表1 提示的要求选用，才能使电路进入良好的工作状态。
PT4115的开关频率采用抖频技术有效降低EMI，省略了抗EMI 电路。
表1 关键元器件的选择LED 光源驱动芯片的恒流精度对于LED 灯具生产厂家而言是至关重要的，目前LED 光源驱动IC 的恒流精度批量生产时都会有一定的离散性，LED 灯具生产厂家在批量生产调试时，同样的电源、同样的LED 光源负载、同样的恒流源电源板，因同一型号的不同驱动IC 其恒流精度的个性差异会导致恒流源电源板输出电流产生一定的公差，会使同一LED 光源负载的发光亮度有所不同，这就会增加恒流源电源板大批量生产时在线调试的时间，影响生产力。
因此，恒流源电源板生产厂家应选用恒流精度高的驱动IC，恒流精度至少要小于±3%，如是±1%更理想，但其价格会高于±3%的产品。
几点关键技术1）电感的选择以3X1W的高亮度白光LED光源的设计案例而言，三个1W的LED光源串联，其工作电流可设计为300-350mA，L的电感量应选用68uH—100uH，Q 值大于50，饱和电流大于800mA 的磁路闭合电感器。
LED大功率灯精准控制驱动电路设计
1引言随着LED 的节能优势日益凸显，LED 在显示屏、通用照明、汽车照明等方面被广泛应用。
LED 的供电电源普遍采用了成熟的开关电源技术，但成本较大，调节亮度不够方便，还存在亮度变化与色度变化关联度大等问题，不适合于某些应用场合。
经过研究表明，灯的色度会受电流变化影响[1,2]。
人的眼睛对色度的变化是非常敏感的，一些领域上是不允许色度的大变化，比如汽车尾灯、LCD 背光照明等。
为了进一步挖掘LED 的节能潜力，调光技术成为LED 照明驱动技术发展的主流方向[3,4]，特别针对大功率LED 调光技术的研究，更具有现实意义。
用P WM 脉冲宽度调制来调光，可以有效避免色度的变化，符合人们对LED 调光精准、调光范围大、色偏小、没频闪的要求。
本文设计一款基于单片机的大功率LED 灯精准控制恒流驱动电路。
2系统总体方案系统以STC89C52RC 单片机为控制芯片，用PT4115恒流驱动LED （5个3W 的LED 灯珠串联），通过单片机输出PWM 到PT4115的I/O 口上，控制电源的驱动电流，从而改变了LED 的亮度，通过遥控或者按键来控制PWM ，PWM 控制设置多个档位，从而实现对LED 亮暗程度的多档控制。
系统还具有过压和过流保护，使系统更安全可靠，系统结构框图如图1所示。
图1系统结构框图3主要硬件电路设计3.1LED 电源芯片PT4115系统选择PT4115作LED 电源芯片[5,6]。
PT4115是BUCK 驱动芯片的典型代表，是降压式的连续电感电流导通模式的恒流源，比较适合于一颗或多颗串联LED 的恒流驱动，PT4115输入电压范围大（8V 到30V ），输出电流可调且较大（最大可达1.2A ）。
PT4115外围电路简单，PT4115驱动能力强，若添加合适的输入电压和外围元器件，可驱动数十瓦LED 。
PT4115内置功率开关，当DIM 引脚的电压低于0.3V 时，功率开关关断，PT4115进入工作电流极小的待机状态，使驱动电路的工作效率高并通过DIM 引脚可以接受较大范围的模拟调光和PWM 调光[7,8]，PT4115易于调光，容易控制，若以单片机作控制核心，通过软件编程来改变PWM ，可达到灵LED 大功率灯精准控制驱动电路设计曾素琼林坚彬李裕鹏（嘉应学院电子信息工程学院，广东梅州514015）摘要：设计了一款精准调节LED 大功率灯控制驱动电路，它是以STC 89C 52单片机芯片为控制核心，选用PT 4115作为LED 电源芯片，采用PWM 调节亮度方式，实现大范围调节亮度。
PT4115
0.4 0.6
ISWmean
SW连续电流
ILEAK
SW漏电流
0.5
过热保护
TSD
过热保护温度
160
TSD-hys 过热保护迟滞
20
注 4：典型参数值为 25˚C 下测得的参数标准。
注 5：规格书的最小、最大规范范围由测试保证，典型值由设计、测试或统计分析保证。
简化模块图
最大值
1.2 5
单位
KΩ uA
此外，为了保证可靠性，PT4115内部包含过热保护功能 （TSD），封装含有散热PAD。过热保护功能在芯片过热 （160℃）时保护芯片和系统，外部的散热PAD增强了芯 片功耗，于是，PT4115能够安全地输出较大电流。PT4115 还可以通过DIM管脚外接热敏电阻（NTC）到LED 附近， 检测温度动态调节LED电流保护LED，详见后面应用说明。
包装运输
Tape and Reel 1000 units
Tape and Reel 2500 units
产品打印
PT4115 xxxxxX
PT4115 xxxxxX
华润矽威科技（上海）有限公司 PT4115_DS Rev CH_2.7
Page 1
PT4115
30V/1.2A、高调光比 LED 恒流驱动器
Page 3
电气参数（续）（注 4、5）
PT4115
30V/1.2A、高调光比 LED 恒流驱动器
符号
参数
测试条件 最小值 典型值
DIM输入
RDIM
DIM对内部工作电压上拉电阻
200
IDIM_L
DIM接地漏电流
VDIM = 0
25
功率开关
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大功率LED 的驱动电路设计（PT4115应用）摘要：LED （light emitting diode ）即发光二极管，是一种用途非常广泛的固体发光光源，一种可以将电能转化为光能的电子器件。
由于LED 具有节能、环保、使用寿命非常长，LED 元件的体积非常小，LED 的发出的光线能量集中度很高，LED 的发光指向性非常强，LED 使用低压直流电即可驱动，显色性高（不会对人的眼睛造成伤害）等优点，LED 被广泛应用在背光源、照明、电子设备、显示屏、汽车等五大领域。
而且随着LED 研发技术的不断突破，高亮度、超高亮度、大功率的LED 相继问世，特别是白光LED 的发光效率已经超过了常用的白炽灯，正朝着常照明应用的方向发展，大有取代传统的白炽灯甚至节能灯的趋势。
本论文主要介绍采用恒流驱动方式实现驱动电路，并且提出一种基于恒流驱动芯片PT4115的高效率的大功率LED 恒流驱动解决方案。
该种驱动电路简单、高效、成本低，适合当今太阳能产品的市场化发展。
关键词：大功率LED ；驱动电路；恒流驱动芯片PT4115一、LED 主要性能指标：1）LED 的颜色：目前LED 的颜色主要有红色,绿色,蓝色,青色,黄色,白色,暖白,琥珀色等其它的颜色；2）LED 的电流：一般小功率的LED 的正向极限电流多在20mA 。
但大功率LED 的功率至少在1W 以上，目前比较常见的有1W 、3W 、5W 、8W 和10W 。
1W LED 的额定电流为350mA,3W LED 的750mA 。
3）LED 的正向电压：LED 的正极接电源正极,负极接电源负极。
一般1W 的大功率LED 的正向电压为3.5V~3.8V 。
4）LED 的反向电压：所允许加的最大反向电压。
超过此值，发光二极管可能被击穿损坏 LED 发光强度：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)，单位为坎德拉（cd ）。
5）LED 光通量：光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通量。
单位为流明(lm)。
如1W 大功率LED 的光通量一般为60~80LM 。
6）LED 光照度：1流明的光通量均匀分布在1平方米表面上所产生的光照度.，单位为勒克斯(lx)。
7）LED 显色性：光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色逼真的程度。
8）LED 的使用寿命：LED 一般可以使用50,000小时以上。
9）LED 发光角度：二极管发光角度也就是其光线散射角度，主要靠二极管生产时加散射剂来控制。
二、大功率LED 的驱动方式：LED 驱动简单的来讲就是给LED 提供正常工作条件(包括电压,电流等条件)的一种电路,也是LED 能工作必不可少的条件,好的驱动电路还能随时保护LED ，避免LED 被损坏。
LED 驱动通常分为以下三种方式：(1) 镇流电阻驱动：就是简单的的在LED 变LED 的驱动电流.。
LED 的工作电流为：R U U I L -= 所以I 与镇流电阻R 成反比；当电源电压U 时，R 能限制I 的过量增长，使I 不超出LED范围。
此电路的优点是简单，成本低；缺点是电流稳定度不高；电阻发热消耗功率，导致用电效率低，仅适用于小功率LED 范围，所以不选这种方案。
(2) 恒压驱动：就是保持LED两端的电压不变，因为每一种颜色的LED的电压都不一样,所以很少用恒压的方式来驱动LED。
(3) 恒流驱动：顾名思异就是保持LED的电流一直不变,让LED在恒定电流的条件下工作。
由于大功率LED是低电压、大电流的驱动器件，当LED电压变化很少时，电流变化很大。
LED发光的强度由流过LED的电流决定，电流过强会引起LED的衰减，电流过弱会影响LED的发光强度，因此LED的驱动需要提供恒流电源，以保证大功率LED使用的安全性，同时达到理想的发光强度。
如果采用恒压方式驱动，LED正向电压的任何变化都会导致LED电流的变化。
由温度或电压变化引起的特定压变，导致正向电流降低，正向电压变化11％会导致更大的正向电流变化，达30％。
电流的变化较大，使LED的亮度不能恒定。
所以一般都选择恒流驱动IC。
三、恒流驱动方式电路LED驱动电路除了要满足安全要求外，还应具备两个基本功能：一是尽可能保持恒流特性，又使其在电源电压发生的变动时，仍应能保持输出的电流在的范围内变动；二是应保持较低的自身功耗，这样才能使LED的系统效率保持在较高水平。
随着更新一代大功率LED 所需的驱动电流的增加，要更多的考虑到LED本身和电流驱动电路的散热管理和功耗等问题。
本设计框图如下所示：（1）适配器的选择：本设计首先要将高压的交流电变换成低压的直流恒流源，然后经过驱动芯片输出恒流才是使用当今便携式电子产品使用交流电源的交直流降压变换器--适配器（Adapter），既经济实惠、又现成、又好用。
适配器的输出电压要求稳定在DC12V，适配器的输出电流要根据LED 的光源的功率来选择，一般要给予30%的余量，1W的白光LED 的标准工作电流应为350mA，因而3 个LED 光源串联其电路需要的电流也是350mA，考虑到延长LED 寿命和降低光衰，可以设计为300mA--330mA，不会明显的影响LED 发光的亮度，所以适配器的输出电流应选750mA~1A 的。
（2）驱动芯片：由于本设计采用恒流驱动方式，所以驱动芯片可以选择PT4115恒流驱动芯片，PT4115是一款连续电感电流导通模式的降压恒流源，适合绿色照明LED灯的驱动电路。
它具有较宽的直流8V到30V输入电压范围,击穿电压大于45V，输出200~1200mA恒定直流，可满足驱动点亮1~7颗串联的大功率LED或N颗串并联的小功率LED,驱动恒流大小可按应用方案设定.。
PT4115采用频率抖动技术有效地改善EMI；采用从满量程向下到零的PWM调光；安全可靠，调光比可达5000:1；采用SOT89-5的封装，芯片的管芯可通过直接连通到封装外的金属板散热；导热十分有效；PT4115内部设置了过温保护功能，以保证系统稳定可靠的工作。
当IC芯片温度超出160℃,IC即会进入过温保护状态并停止电流输出,而当温度低于140℃时,IC即会重新恢复至工作状态。
PT4115可利用模拟调光的原理以及温度对LED电流的负反馈实现LED灯具动态温度控制,只要在调光端(DIM端)加一热敏电阻或PN结即可。
加上整流桥PT4115可应用于交流12V、24V供电的LED灯具。
PT4115的工作效率高达97%,是真正的绿色驱动IC，PT4115被广泛应用于使用LED灯的MR11、MR16、水灯、路灯等各类LED灯具。
PT4115主要参数如下：•输入范围从8V到30V，击穿电压>45V• 输出电流高达1.2A，内置大功率MOFET• 效率高达97％• 超低的关断电流• ±5％输出电流精度• LED开路保护• 模拟PWM调光功能选择，高达5000:1的PWM调光比• 内部含有抖频特性，有效地改善了EMI恒流驱动芯片PT4115的5脚封装的管脚图如右图所示，其管脚描述如下：管脚1：SW，功率开关的漏端；管脚2：GND，信号和功率；管脚3：DIM，开关使能、模拟和PWM 调光端；管脚4：CSN，电流采样端，采样电阻接在CSN和VIN端之间；管脚5：VIN，电源输入端，必须就近接旁路电容。
(3)大功率LED：可以选择1W白光LED，其参数如下：•功率：1W•光通量：20-30LM•顺向电压：3.5-3.8V•额定电流：350mA•光衰：≤5%每千小时光衰。
•角度：120度四、设计电路原理图如下：原理图器件说明：D1~D4组成单相桥式整流电路，将交流变成直流，即不管U1输出的是直流还是交流，经过这个整流桥之后输出的电流总是直流的，给驱动芯片PT4115输入稳定的直流，保证电路正常工作，桥式整流电路二极管常用1N4007。
C1是滤波电容，把脉冲直流变换成平滑的直流。
应选电解电容，型号为100uF/25V 。
R1是取样电阻，控制PT4115输出电流的大小，它决定恒流源的绝对精度。
R1的阻值与负载电流大小有关，一般用下面公式计算：LEDI R 1.01= 由于负载是3个串联的1W LED ，额定电流为350mA ，则采样电阻R1的大小为： Ω==2857.035.01.01R 所以R1可以选择阻值约为0.2857欧姆的金属膜电阻。
L 是整流电感，是这个电路中的关键元件，功能是把100KHz 的脉冲电流变换成三角波电流，L 的电感量会影响工作电压范围内恒流源的稳定性。
因为PT4115 的设计最佳工作频率在1MHz 以下，电感量大了小会影响其工作频率，本方案的电感设计在68uH 以上，这样系统工作频率可以控制到1MHz 以下。
电感量小了，工作频率趋高，由于PT4115内部电流检测电路响应速度限制，对内部电流正常检测出现影响，不能更好的实现对内部开关的导通/关断控制。
另外电感量太小还会导致PT4115的SW 端烧坏，而无输出。
所以此设计中L 的电感量应选用68uH —100uH ，Q 值大于50，饱和电流大于800mA 的磁路闭合电感器。
D5是续流二极管，在晶片内部MOS 管处于截止状态时为储存在电感中的电流提供放电回路。
由于工作在高频脉冲状态，D5应选用正向压降小，恢复速度快的肖特基二极管。
芯片PT4115的DIM 端可外接PWM 脉冲或直流电压调光，也可以接热敏电阻作辅助温度控制和自动亮度控制。
由于本设计中不用到调节LED 灯亮度，故DIM 端悬空。
五、PT4115的动态温度调节和过温保护PT4115具有动态温度调节的功能，并且可以在此功能的基础上实现过温保护。
动态温度调节的电路图如下左图所示。
从图中可见，DIM 端内部是一个1M 的上拉电阻，连接到内部5V 电源上。
所以DIM 端电压由内部上拉电阻和热敏电阻NTC 分压决定。
从热敏电阻的特性可以知道，温度的变化会影响NTC 的阻值，进而影响DIM 端电压，以实现PT4115的动态温度调节。
过温保护的实现从如下右图中可见，相对于左图多了一个三极管，当温度升高时。
NTC 电阻的阻值减小，其上的分压也减小，则相应的其下面电阻上的分压升高，当超过三极管的开通电压时，三极管导通，DIM 端接地，关断LED 电流，当温度降低时，PT4115重启，因此实现了PT41 15的过温保护。
六、设计总结：本设计论文从LED的特性和驱动方式出发，论述了LED的各种驱动方式，并以流过LED 的电流恒定为基本目的，设计了一个简单的LED驱动电路。
在整个设计中，首先阐述了该驱动电路的基本原理，给出了理论依据。
然后根据功能需要设计了一个驱动3 1W的LED 驱动电路，并针对应用特点提出了设计中还存在的不足，用实验的方法论证了方案的可行性。