TPS61160/1描述TPS61160/1 具備40V 的集成型開關FET,是一種可驅動多達 10 個串聯LED 的升壓轉換器。該升壓轉換器允許采用普通照明領域的高亮度LED,固定運行頻率為1.2MHz,開關流限為0.7A。如下列典型的應用原理圖所示,采用外部檢測電阻器 RSET 可設置默認的白光 LED (WLED) 電流。可將反饋電壓穩定在 200mV。LED 的電流能夠通過單線數字接口 (EasyScale™ 協議) 由 CTRL引腳控制。此外,還可以在 CTRL 引腳上施加 PWM 信號,以便由占空比來確定反饋參考電壓。無論是數字還是PWM 模式,PS61160/1 都不會在猝發狀態下提供LED 電流,因而也就不會在輸出電容上產生音頻噪聲。在開路LED 保護情況下,TPS61160/1具備的集成型電路系統可以防止輸出超過最大絕對額定值。
LED驅動設計:通過LDO實現小型LCD背光
描述 TPS7510x 線性低壓降 (LDO) LED 電流源專門針對小鍵區及導航盤等低功耗LED 背光應用而精心優化。該器件可為多達 4 個非匹配的 LED (兩個 LED 為一組,共兩組,均為共陰極結構) 提供恒定電流。在不具備外部電阻器的情況下,電流源默認為出廠時設定,預設電流電平的誤差精度為 ±0.5% (典型值)。可選的外部電阻器可用于設置具有更高誤差精度的用戶可編程值的初始亮度。亮度控制可通過向每個啟用引腳輸入 (PWM) 信號來實現從關閉到全亮的調整。每組均有獨立的啟用與亮度控制功能,但所有 4 個通道的電流匹配是同時完成的。 輸入電源范圍理想適用于單體鋰離子電池供電的設備,TPS7510x 可為每個 LED 提供高達 25mA 的電流。由于無需采用內部開關信號,因而避免了電磁干擾 (EMI)的影響。TPS7510x 采用超小型 9 焊球0.4 毫米焊球間距芯片級封裝 (WCSP)與 2.5 毫米 x 2.5 毫米的 10 引腳 SON兩種封裝版本,這種超小型的緊湊型整體解決方案尺寸使其非常適用于移動手持終端與便攜式背光照明等應用領域。
初看起來,采用線性 LDO 電路驅動LED 可能有些不實用,因為線性穩壓器向來以低效率著稱。但是,通常我們對 LDO 的效率存在誤解。LDO 的效率完全取決于輸入/輸出電壓比。因此,驅動白光 LED (WLED) 的效率會非常高。例如,通過 3.6V 鋰離子電池輸入驅動 3V WLED 意味著可實現高達83% 的 LED 效率。圖 1 顯示了 TPS75105 的典型應用。注意,該器件無需外部組件即能驅動WLED。整個解決方案不但非常緊湊小巧,而且性價比也非常高。圖 2 顯示了在鋰離子電池電壓范圍內實現的幾種不同 WLED 正向電壓條件下 TPS75105 的效率據。TPS75105 的LED 效率等同甚或優于其他的 WLED 驅動器解決方案。圖 3 演示了在鋰離子電池的放電曲線范圍內 TPS7510x 的 LED 效率。對于三條曲線而言,整個放電范圍內的平均效率超過 80%。當 VLED=3.3V 時,效率可高達 90%。
描述TPS61165 具備 40V 的集成型開關FET,是一款可驅動多達 10 個串聯LED 的升壓轉換器。該升壓轉換器允許采用普通照明領域的高亮度 LED,固定運行頻率為 1.2MHz,開關流限為0.7A。如下列典型的應用原理圖所示,采用外部檢測電阻器 RSET 可設置默認的白光 LED (WLED) 電流,而且可將反饋電壓穩定在 200mV。LED 的電流能夠通過單線數字接口 (EasyScale™ 協議)由CTRL 引腳控制。此外,還可以在 CTRL引腳上施加 PWM 信號,以便由占空比來確定反饋參考電壓。
無論是數字還是 PWM 模式,TPS61160/1 都不會在猝發狀態下提供LED 電流,因而也就不會在輸出電容上產生音頻噪聲。在開路 LED 保護情況下,TPS61165 具備的集成型電路系統可以防止輸出超過最大絕對額定值。TPS61165 采用帶散熱焊盤的 2 x 2 毫米QFN 封裝,空間占用非常小。
描述TPS61195 可面向大型 LCD 背光應用提供高度集成的解決方案。該器件內置集成了 3A、50V 功率 MOSFET 的高效率升壓穩壓器。8 個電流吸收穩壓器可提供高度精確的電流調整與匹配。該器件總共可支持多達 96 個白光 LED(WLED)。此外,升壓輸出還可以針對WLED 正向電壓自動調整其自身的電壓,以提升效率。TPS61195 支持多種亮度的調光方式。在采用直接 PWM 調光模式下,WLED的電流在占空比內開啟或關閉,而且由集成的 PWM 信號決定頻率。在 PWM調光模式下,該信號的頻率可采用電阻編程控制,而占空比則可通過從PWM 引腳提供的外部 PWM 信號輸入進行控制。在模擬混合調光模式下,可將輸入 PWM 占空比信息轉換為模擬信號,以便在 12.5% 到 100% 的亮度范圍內線性控制 WLED 電流信號。此外,當模擬信號將 WLED 電流降至12.5% 時,該器件還允許添加 PWM 調光功能。在 12.5% 以下時,模擬信號將被轉換為 PWM 占空比信息,以便不僅控制 WLED 電流的開啟/關閉,同時還可讓 WLED 電流下降至 1%。TPS61195 集成了過流保護、短路保護、軟啟動以及過溫關斷等功能。此外,該器件還可提供可編程的輸出過壓保護,而且閾值可通過外部電阻/分壓器進行調整。TPS61195 采用 4 x 4 毫米 QFN 封裝,擁有一個適用于 IC 供電的內置線性穩壓器。
描述PMP4501 是一款采用 PFC 的隔離式離線交流轉直流 LED 電流驅動器,非常適用于諸如商業設施照明以及一般性隔離式 LED 驅動器等應用領域。PMP4501 是一款單級反向 PFC 轉換器,輸入電壓范圍介于 180V 到265VAC 之間時可提供高達 34W 的功率,同時輸出電壓范圍介于 10V 到 48V之間時,恒定輸出電流為 700mA,誤差 ±2%。
PMP4501 可以實施 LED 串的二次側電流控制。過壓保護可在開串 (openstring)條件下防止輸出危險的高電壓。電流感應放大器可顯著降低檢測電阻的功耗,從而提升總體效率。運算放大器的內部參考電壓可根據輸出功率和輸入電壓實現優異的 LED 電流調整。PMP4501 可實現極高的效率(峰值 90%)、電源密度及功率因數。參考設計能夠在 LED 串開路或者短路的情況下提供保護,而且控制級的設計簡明扼要,功能穩健。
描述下圖顯示的 PMP3976 電路適用于商業LED 照明設備。SEPIC 拓撲結構與反向轉換器相比,優勢在于能箝制功率半導體上的轉換波形,從而可采用更低的電壓及更高效率的組件。這在本應用中可實現估計 2% 的效率提升。此外,SEPIC的振鈴較小,從而使 EMI 濾波更簡便易行。LED 照明電路使用了 UCC28810 轉換模式升壓控制器來控制輸入電流波形。該電路以離線為 C6 充電作為開始。一旦控制器開始運行,其電源即由 SEPIC 電感上的輔助繞組來提供。相對較大的輸出電容將 LED 紋波電流限定在 DC 電流的 20%。補充說明一下,處于轉換模式SEPIC 的 AC 電通量與電流非常高,需要漆包絞線和低損耗內層芯板材料來降低電感損耗。
下列材料顯示了與原理圖中相匹配的原型電路的實驗結果。與歐洲線路范圍相比,其效率非常高,最高可達 92%。這一高效率是通過限制功率器件上的振鈴實現的。此外,正如我們從電流波形上看到的一樣,在 96% 效率以上時功率因數非常高。有趣的是,該波形并非純粹的正弦波曲線,而是在上升沿和下降沿呈現出一些斜度,這是因為電路沒有測量輸入電流而只對開關電流進行測量的緣故。不過,該波形還是足以通過歐洲諧波電流要求的。
提示:點擊看原圖
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描述TPS61165 的工作輸入電源電壓介于3V~18V 之間,可提供高達 38V 的輸出電壓。該器件具有額定 40V 集成型開關 FET,可驅動多達 10 個串聯 LED。其可在 1.2MHz 固定開關頻率下工作,不僅能夠顯著降低輸出紋波、提升轉換效率,而且還允許使用小型外部組件。在默認情況下,白光 LED (WLED)的電流由外部感測電阻 RSET 設定,反饋電壓穩定在 200mV。無論采用數字還是 PWM 調光方法,TPS61165 在輸出電容上的輸出紋波均非常小,而且不會產生普通開啟/關閉控制調光所產生的音頻噪聲。為了在開路 LED 條件下提供保護,TPS61165 可禁用開關,以防止輸出超過最大絕對額定值。PMP3598 將 TPS61165 用于非同步升壓設計。在運算放大器周圍構建的額外電路不僅能實現電池欠壓/充電指示功能,而且還能在太陽能板和電池輸入之間提供 ORing 功能。此外,該電路還集成了必備的過熱與過流保護功能,并具備負載斷連特性。
該設計的重要優勢在于擁有極高的效率和良好的 LED 穩流性能。TPS61165可在能夠穩定 LED 電流的恒流模式下工作。CTRL 引腳可同時用于數字與PWM 調光的控制輸入。每次啟用器件時即可選擇 TPS61165 的調光模式。通過改變反饋參考電壓也可實施模擬調光?墒褂 20kΩ 的可變電阻來改變 LED 電流,以達到調光的目的。轉換器可在 350mA 條件下將電壓從 6V 提升至 10.5V,轉換效率不低于 85%。該電路可用于驅動三個 1W 的 LED 或輸入總功率不超過 3W 的多個 50mA 的LED。