LED升压、升降压驱动恒流IC精品推荐及设计要点

LED升压、升降压驱动恒流IC精品推荐及设计要点

在LED产品设计中经常会用到升压或升降压线路设计,变压器可以升压设计但是效率较低,未来低压还是线路器件直接升压转换为主,效率高、体积小巧可靠.市场主要升压LED驱动恒流IC应用在手持式设备、蓄电池中蓄产品中.比如干电池、镍氢电池升压;锂电池升降压;汽车蓄电池主灯升压;户外离网照明和灯带式方式解决级联供电压差问题等方面.

接下来会慢慢介绍主要的升压和升降压驱动IC及设计中需要注意的问题,欢迎大家将自己的观点设计要点进行讨论.

TI 美国德州仪器公司 TPS61165 LED升压转换器

具备40V、1.2A集成开关的高亮度LED驱动器,该产品可驱动多达三个串联1W LED.新型TPS61165器件具备优异的高性能特性以及3V~18V的宽泛输入电压范围,使设计人员能够在采用单节电池供电的应用或9V/12V总线负载点设计中高效管理多个高功率LED.

TPS61165通过数字单线接口或脉宽调制(PWM)信号来控制LED的亮度.数字接口可对内部寄存器进行编程,以将LED电流设置为32个对数步长值之一.此外,该转换器还具有多种内置保护特性,如 LED 开路保护、软启动、过流限制以及过温保护等.除了能够驱动照明 LED 之外,TPS61165 还可驱动背光LED,支持宽度达 9英寸的多媒体显示屏,从而满足超级移动PC、LCD 电子相框、工业激光二极管或医疗以及工业照明等应用的需求.

基本参数:

接受3-18V输入电压,最高升压38V电压值,输出最多可以10 LEDs,低的200mV反馈参考电压值,精准 2% 电流驱动误差,内置1.2A MOSFET ,工作在

1.2MHz 开关频率转换点,高达 90% 转换效率,封装2mm*2mm*0.8mm 6-pin QFN 超小体积.

上图是5V升压驱动3pcs 1W LED参考典型设计参考.经计算封装符合这款功率范围,线路需要增加驱动功率,可通过PCB增加散热面积.

上图给出了PWM灰度调节设计参考,因其电感方式升压设计不适合高速灰度调节,故频率范围在200Hz左右比较合适;也不建议低于100Hz,低于100Hz低灰阶时人眼睛会观察到闪烁.开、关待机状态可以通过CTRL口操作.

上图是TPS61165供电12V倍压驱动6pcs LED,350mA参考设计线路.在目前可以达到这个升压参数IC中,要属这款IC线路最简洁,属于行业前沿器件IC.

上图是升降压设计参考,在平时产品设计中经常会遇到供电电压有起伏现象,比如蓄电池充电前和放电后电压是不一样的,正好落在需要驱动的LED正向电压值中间,此款IC就能很好的解决此升降压问题!

TI 美国德州仪器公司 TPS61160 和 TPS61161 LED升压转换器

两款器件都集成了 0.6A 的电流开关,目标应用为具有小型显示屏的便携式应用与电池供电型应用,如便携式游戏机、GPS系统以及智能电话中的 3英寸或4英寸小型 LCD 显示屏背光技术.TPS61160 能驱动多达6个 LED,支持 26V LED 开路保护;而 TPS61161则能驱动多达 10个 LED,支持 38V LED 开路保护.亮度不仅可通过单线数字接口或 PWM 信号进行调节,还能通过模拟调光来消除噪声.

2.7V to 18V 电压范围输入TPS61160最高升压26V驱动6pcs LED,电流500mA 以内;同样的输入电压TPS61161最高升压38V驱动10pcs LED 电流500mA以内.200mV 反馈参考电压,2%恒流电流误差范围,90%工作效率,2mm*2mm*0.8mm

6-pin QFN 小体积封装.

上图是TPS61161升压驱动10颗LED参考设计原理图,线路电流是20mA.按规格书70°芯片温度计算这款线路设计不加散热器可以驱动到100mA电流负载,如你的设计要大于这个电流值就需要在PCB上面增加适当的散热面积;350mA电流需要将IC设计到铝基板上面,大概需要散掉1W左右热量,不建议设计这么大功率.

上图是TPS61160,2-5V升压驱动6颗LED参考设计原理图,线路电流是20mA.按规格书70°芯片温度计算这款线路设计不加散热器可以驱动到200mA电流负

载,如你的设计要大于这个电流值就需要在PCB上面增加适当的散热面积,350mA 电流需要将IC设计到铝基板上面,大概需要散掉0.68热量,勉强可以接受.

上图给出了PWM灰度调节设计参考,因其电感方式升压设计不适合高速灰度调节,故频率范围在200Hz左右比较合适;也不建议低于100Hz,低于100Hz低灰阶时人眼睛会观察到闪烁.开、关待机状态可以通过CTRL口操作.

美国Supertex超科公司 AT9933

Supertex公司推出AT9933,一款变频脉宽调制控制器集成电路,适用于采用低噪音升压拓扑控制LED,可以自动降低和升高输入电压.AT9933额定可在达到125摄氏度下工作和符合AEC-Q100标准,使这款产品非常适用于汽车LED照明应用.

AT9933采用滞后性电流控制来调整输入和输出电流,对输入浪涌有优秀的免疫性而不需要复杂环路补偿和处部元件.输入和输出电流控制还提供内在短路和输入低压情况下保护.

AT9933的宽输入电压范围和工作温度达到125度,使这款式产品在汽车应用驱动LED灯的理想解决方案.随着汽车生产商认识到采用LED的优点后,Supertex 公司就在市场上推出最有效和最可靠的驱动器IC.

上图书AT9933升压驱动线路参考设计,线路比较创新,红色线段是IC工作上电电流示意图,蓝色是放电电流方向.双向电流IC都可以检测监控,并相互牵制.超科一贯的外置MOS管的设计理念,可以设计较高功率LED应用产品.

上电:D2→L1→C1→D1→Rcs1倍压充电,IC检测Rcs1电阻电压判断充电是否完成.

放电:C1→Q1→Rcs2→LED和D3→L2,因充电时C1电压是左正右负,电流从Q1这边流出,D1、D2均被反置,IC检测Rcs2电压判断电流是否达到LED预设值,

达到驱动电流值后会关闭Q1,L2、D3、D1会继续维持电流存在,等待下一回合.