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新型大功率LED驱动芯片 XLT604及其应用

发布时间:2008/6/3 0:00:00 访问次数:464

电子元器件应用

0引言

  ledpa其寿命长且耗电小等特点而广泛应用于指示灯、大型看板、扫描仪、传真机,手机、汽车用灯、交通信号灯等方面。但在照明光源方面,目前的led因亮度及价格尚未具备取代其它光源的条件。然而,随着亮度持续提升,led将在不久的将来取代白热灯与日光灯.且价格也会因量产技术进步而下降,应用需求将大幅增加。

1 xlt604芯片的结构功能

  xlt604是采用bicmos工艺设计的pwm高效led驱动控制芯片。它在输入电压从8v(dc)到450v(dc)范围内均能有效驱动高亮度led。该芯片能以高达300 khz的固定频率驱动外部mos-fet,且其频率可由外部电阻编程决定。外部高亮led串可采用恒流方式控制,以保持恒定亮度并增强led的可靠性,其恒流值可由外部取样电阻值决定,其变化范围从几毫安到l安培。

  xlt604驱动的led可以通过外部控制电压来线性调节其亮度,亦可通过外部低频pwm方式调节led串的亮度。

2 xlt604的应用电路

  xlt604是可降压、升压、升降压驱动大功率led串的控制芯片。该芯片既适用于ac输入,也适用于8-450 v的直流输入。交流输入时,为提高功率因素,可在线路中加入无源功率因素校正电路。xlt604可驱动上百个led的串联或数串并联,并可通过调节恒流值来确保led的亮度并延长寿命。pwm_d端可采用低频脉宽调制的方法调节led亮度。同时兼作使能端,该端悬空时,芯片无输出控制。实际上,该芯片也可以通过ld端的线性调压方式调节led的亮度。

3 电路元器件的参数设计
3.1电路开关频率的计算

  开关频率决定了电路中电感的大小,大的频率可以使用较小的电感、但这会增加电路的损耗。典型的频率应在20~150 khz左右,欧洲的电压是230v,可以用较小的频率;北美的电压是120v,因此选择100 khz是一种好的折中方案。电路中的振荡电阻可以通过下式计算:
fosc=22000/(rosc+22)
式中,rosc的单位为kω

3.2交流输入电感的设计

  设输入有效值为120 v,iled为350 ma,fosc为50khz,10个led的正向压降vleds为30 v;则:
vin=l20×1.41=169 v
那么,开关占空比:
d=vleds/vin=30/169=0.177
ton=d/fosc=3.5 ms
l=(vin-vleds)ton/(0.3iled)=4.6 mh

3.3输入滤波大电容的设计

  输入滤波电容应确保整流电压值始终大于两倍的led串电压,假设电容两端有15%的纹波电压,那么.其电容的简单计算方法如下:
cmin=0.06iledvledsvin2=22μf

因此,选择值为22μf/250 v的电容作为输入滤波电容。

4 应用控制

4.1 led驱动控制

  xlt604可用来控制包括隔离/非隔离、连续/非连续等多种类型的转换器。当gate端输出高电平时,电感或变压器原边电感的储能将直接传给led串,而当功率mosfet关断时,储存在电感上的能量将会转换为led的驱动电流。

  当vdd电压大于uvlo时,gate端可以输出高电平,此时电路将通过限制功率管电流峰值的方式工作。将外部电流采样电阻与功率管的源极串联,可在外部采样电阻的电压值超过设定值(内部设定值250 mv,亦可通过ld外部设定)时,功率管关断。如果希望系统软启动,则可在ld端对地并接一个电容,以使ld端电压按期望的速率上升,进而控制led的电流缓慢上升。

4.2调光

  本电路的调光有线性调节和pwm调节两种方式,两种方式可单独调节,也可组合调节。

  线性调光可通过调节ld端口的电压(从0~250 mv)来实现,该电压优先于内部设定值250mv。通过调节连接在电源地上的变阻器可改变cs端的电压.当ld端的电压高于250 mv时其电压变化将不影响输出电流。而如果希望更大的输出电流,可以选择一个更小的采样电阻。

  pwm调光则通过一个几百赫芝的pwm信号加在pwm_d端来实现。pwm信号的高电平时间长度正比于led灯亮度,在该模式下,led电流可以为0或设定值之一。通过pwm调节方式可以在0~100%范围内进行调光,但不能调出高于设定值的电流。pwm调光的精度仅受限于gate端输出的最窄脉宽。

4.3功率因素校正

  当电源输人功率不超过25 w时,可采用一个简单的无源功率因素校正电路来进行功率校正,该电路含有三个二极管和两个电容,可将电路功率因素提高至0.85。

5 结束语

  新一代1 w、3 w和5 w的led的输出功率是标准led输出的10~50倍,选择哪种芯片来驱动新型大功率led不再是一个简单的任务,这使得利用这些新型led进行设计时要面临很多设计挑战。事实上,驱动器、肖特基二极管和电感也都有多种选择,而适当的组合又取决于多种因素(诸如成本、尺寸、驱动器发热以及所有其他所需的输入/输出等)。此外,pcb板的不合理布线也可能会导致设计的

电子元器件应用

0引言

  ledpa其寿命长且耗电小等特点而广泛应用于指示灯、大型看板、扫描仪、传真机,手机、汽车用灯、交通信号灯等方面。但在照明光源方面,目前的led因亮度及价格尚未具备取代其它光源的条件。然而,随着亮度持续提升,led将在不久的将来取代白热灯与日光灯.且价格也会因量产技术进步而下降,应用需求将大幅增加。

1 xlt604芯片的结构功能

  xlt604是采用bicmos工艺设计的pwm高效led驱动控制芯片。它在输入电压从8v(dc)到450v(dc)范围内均能有效驱动高亮度led。该芯片能以高达300 khz的固定频率驱动外部mos-fet,且其频率可由外部电阻编程决定。外部高亮led串可采用恒流方式控制,以保持恒定亮度并增强led的可靠性,其恒流值可由外部取样电阻值决定,其变化范围从几毫安到l安培。

  xlt604驱动的led可以通过外部控制电压来线性调节其亮度,亦可通过外部低频pwm方式调节led串的亮度。

2 xlt604的应用电路

  xlt604是可降压、升压、升降压驱动大功率led串的控制芯片。该芯片既适用于ac输入,也适用于8-450 v的直流输入。交流输入时,为提高功率因素,可在线路中加入无源功率因素校正电路。xlt604可驱动上百个led的串联或数串并联,并可通过调节恒流值来确保led的亮度并延长寿命。pwm_d端可采用低频脉宽调制的方法调节led亮度。同时兼作使能端,该端悬空时,芯片无输出控制。实际上,该芯片也可以通过ld端的线性调压方式调节led的亮度。

3 电路元器件的参数设计
3.1电路开关频率的计算

  开关频率决定了电路中电感的大小,大的频率可以使用较小的电感、但这会增加电路的损耗。典型的频率应在20~150 khz左右,欧洲的电压是230v,可以用较小的频率;北美的电压是120v,因此选择100 khz是一种好的折中方案。电路中的振荡电阻可以通过下式计算:
fosc=22000/(rosc+22)
式中,rosc的单位为kω

3.2交流输入电感的设计

  设输入有效值为120 v,iled为350 ma,fosc为50khz,10个led的正向压降vleds为30 v;则:
vin=l20×1.41=169 v
那么,开关占空比:
d=vleds/vin=30/169=0.177
ton=d/fosc=3.5 ms
l=(vin-vleds)ton/(0.3iled)=4.6 mh

3.3输入滤波大电容的设计

  输入滤波电容应确保整流电压值始终大于两倍的led串电压,假设电容两端有15%的纹波电压,那么.其电容的简单计算方法如下:
cmin=0.06iledvledsvin2=22μf

因此,选择值为22μf/250 v的电容作为输入滤波电容。

4 应用控制

4.1 led驱动控制

  xlt604可用来控制包括隔离/非隔离、连续/非连续等多种类型的转换器。当gate端输出高电平时,电感或变压器原边电感的储能将直接传给led串,而当功率mosfet关断时,储存在电感上的能量将会转换为led的驱动电流。

  当vdd电压大于uvlo时,gate端可以输出高电平,此时电路将通过限制功率管电流峰值的方式工作。将外部电流采样电阻与功率管的源极串联,可在外部采样电阻的电压值超过设定值(内部设定值250 mv,亦可通过ld外部设定)时,功率管关断。如果希望系统软启动,则可在ld端对地并接一个电容,以使ld端电压按期望的速率上升,进而控制led的电流缓慢上升。

4.2调光

  本电路的调光有线性调节和pwm调节两种方式,两种方式可单独调节,也可组合调节。

  线性调光可通过调节ld端口的电压(从0~250 mv)来实现,该电压优先于内部设定值250mv。通过调节连接在电源地上的变阻器可改变cs端的电压.当ld端的电压高于250 mv时其电压变化将不影响输出电流。而如果希望更大的输出电流,可以选择一个更小的采样电阻。

  pwm调光则通过一个几百赫芝的pwm信号加在pwm_d端来实现。pwm信号的高电平时间长度正比于led灯亮度,在该模式下,led电流可以为0或设定值之一。通过pwm调节方式可以在0~100%范围内进行调光,但不能调出高于设定值的电流。pwm调光的精度仅受限于gate端输出的最窄脉宽。

4.3功率因素校正

  当电源输人功率不超过25 w时,可采用一个简单的无源功率因素校正电路来进行功率校正,该电路含有三个二极管和两个电容,可将电路功率因素提高至0.85。

5 结束语

  新一代1 w、3 w和5 w的led的输出功率是标准led输出的10~50倍,选择哪种芯片来驱动新型大功率led不再是一个简单的任务,这使得利用这些新型led进行设计时要面临很多设计挑战。事实上,驱动器、肖特基二极管和电感也都有多种选择,而适当的组合又取决于多种因素(诸如成本、尺寸、驱动器发热以及所有其他所需的输入/输出等)。此外,pcb板的不合理布线也可能会导致设计的

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