大功率LED照明恒流驱动方案.pdf

《大功率LED照明恒流驱动方案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大功率LED照明恒流驱动方案.pdf（33页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、 上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 1大功率大功率 LED 照明用恒流驱动方案介绍照明用恒流驱动方案介绍 序言序言 LED 即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED 一般被称为第四代照明光源或绿色光源，具有高节能、利环保、寿命长、体积小、高亮度等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域；LED 灯作为一种新的照明用光源，正在逐渐得到大规模和大范围内的应用；LED 照明灯自身在节能，长寿，高能效，

2、亮度方便可调节等方面的优异特性也符合现在倡导的低碳，环保的大趋势；目前，LED 照明在 LED 背光，LED 广告灯，LED 幕墙，大功率 LED路灯，LED 节能灯及日光灯，LED 显示等领域得到广泛深入的应用；预计在未来几年内，LED 灯将可能逐渐进入家庭照明，室内外照明等领域，成为一种重要的照明光源。决定 LED 灯的性能和寿命的核心部分是 LED 恒流驱动电路，LED 灯的寿命（光亮度衰减）与驱动电流的稳定性和电流纹波或杂讯息息相关，LED 灯的可靠性主要取决于驱动芯片的可靠性和各种安全保护措施；芯龙半导体作为专业的电源管理芯片设计者，提供一系列高压，大电流，高效率，高可靠性，高性价比

3、的 LED 恒流驱动芯片；在大电流 LED单片全集成恒流驱动芯片领域，芯龙处于全球范围内的业界领先地位。芯龙半导体的一系列 LED 驱动芯片支持市电，直流稳压电源，太阳能电池，电子变压器，交流变压器，蓄电池，车载电源等多种供电方式；输出恒流驱动LED的功率从10W100W全系列；LED 模组可以串联，并联，串并联结合等多种连接方式；电路拓朴支持降压，升压，升降压等多种结构。上海芯龙半导体致力于开发耐高压、高效率、大电流、高可靠性、高性价比的单片开关模拟电源管理类集成电路，开发出一大批耐高压、高效率、大电流、高可靠性、高性价比的产品，逐步推向市场，可以应用于绝大部分供电的领域和应用。对于庞大的

4、LED 照明市场，芯龙半导体推出的一系列 LED 驱动芯片支持市电，直流稳压电源，太阳能电池，电子变压器，交流变压器，蓄电池，车载电源等多种供电方式；输出恒流驱动 LED 的功率从 上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 210W100W 全系列；LED 模组可以串联，并联，串并联结合等多种连接方式；电路拓朴支持降压，升压，升降压等多种结构；已广泛应用于 LED 照明灯，LCD 背光，MR16 射灯，LED 灯幕墙，大功率 LED 路灯，LED 广告灯等领域。上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 3芯龙芯龙 LED 驱动产品快速选择表驱动产品快速选择表 产品类

5、型 产品型号 驱动 LED 功率开关频率 封装形式 XL4001 6W 150KHz SOP8-EP XL6002 8W 150KHz TO-252-5L XL4101 10W 150KHz TO-263-5L XL4003+358 15W 300KHz TO-252-5L XL4005+358 20W 300KHz TO-263-5L 降压型 LED 驱动 XL4012+358 50W 300KHz TO-220-5L XL6003 6W 400KHz SOP8L XL6004 12W 400KHz TO-252-5L XL6005 16W 180KHz TO-252-5L XL6009+3

6、58 20W 400KHz TO-263-5L XL6010+358 30W 180KHz TO-263-5L 升压型 LED 驱动 XL6011+358 40W 180KHz TO-220-5L XL4001 4W 150KHz SOP8-EP XL6002 5W 150KHz TO-252-5L XL4101 6W 150KHz TO-263-5L XL4003+358 10W 300KHz TO-252-5L XL4005+358 15W 300KHz TO-263-5L 降压型芯片升降压设计 LED 驱动 XL4012+358 25W 300KHz TO-220-5L XL6003 3

7、W 400KHz SOP8L XL6004 4W 400KHz TO-252-5L XL6005 5W 180KHz TO-252-5L XL6009+358 10W 400KHz TO-263-5L XL6010+358 15W 180KHz TO-263-5L 升压型芯片升降压设计 LED 驱动（SEPIC 拓朴）XL6011+358 20W 180KHz TO-220-5L 上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 4注：以上推荐使用功率，BUCK 在输入电压为 24V 时适用；BOOST 在输入电压为 12V 时适用。方案目录方案目录 章 节 方案名称 第一章 降压型 L

8、ED 驱动电源系统设计方案（P5P12）第二章 升压型 LED 驱动电源系统设计方案（P13P22）第三章 降压型芯片 LED 驱动电源系统升降压设计方案（P23P29）第四章 升压型芯片 LED 驱动电源系统升降压设计方案（P30P33）上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 5第一章第一章 降压型降压型 LED 驱动电源系统设计方案驱动电源系统设计方案 一一 XL4001 LED 驱动电源方案驱动电源方案 C IN220uF/50VL256uH/2AC OUT220uF/50VD2SS 347,8541,2VINFBSWGNDVinVOUT=1.235*(1+R2/R1)X

9、L40013C 1105R csIcharge=0.155/Rcs6C SENC 2105LED+LED-U1LEDUnLEDR 1R 2C FF33nF 1.应用简要说明 XL4001 是一个 150KHz 的固定频率 PWM 降压 DC-DC 转换器，2A 电流负载能力，该电路应用简单，外部元器件较少。鉴于 LED 领域的系统需求，内部除了常规的过流保护，过温度保护，输出短路保护外，还内置了专用 LED 的 CC，OVP。CC 是通过电阻 RCS 测量 LED 电流并实现电流模式控制，在正常工作情况，LED 电流由0.155V的PWM控制器内部参考电压除以RCS电阻值所决定。即I=0.15

10、5V/RCS,因为RCS两端的电压降在正常工作条件下将一直保持在 0.155V。OVP 是通过电阻 R1 和 R2 测量输出电压并实现电压模式控制，一般 OVP 设置为比正常输出电压高 10%。在芯片正常工作的时候，CC 起作用；当 CC 这一路出现问题，OVP 钳位输出电压，使 LED 不会承受较大功率而烧毁。PWM 调光这一块也可以调节 4 脚 FB 来实现，FB 基准为 1.235V，一旦这一点电位高于 1.235V，关闭输出，低于 1.235V 芯片工作；由于芯片本身的频率只有 150K，所以在一定占空比的条件下，PWM 调光的速率不应该太快，建议在 100Hz-300Hz。上海芯龙半

11、导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 6使能端 EN 脚控制芯片输出，EN 脚电位为低电平（0.8V 以下）或者悬空的时候，芯片有输出；EN 脚电位为高电平（1.4V 以上），芯片关断输出。其他几款同类型芯片如下：XL6002，XL4101。2.技术特点（1）用于 LED 全集成方案，系统成本低，可靠性高；（2）IC 内部 CC，OVP 都是通过控制 PWM 实现的；因此，输出电压，输出电流，输出过压保护的精度更高，响应速度很快；内置过流保护、过温度保护等安全措施；（3）XL4001 为 40V 高压双极工艺制造，更加“皮实”，应用于多种环境；由于其为150K 固定频率，使得 LED

12、驱动的 EMI 设计相对容易。3.降压型 LED 驱动产品典型应用示意图 1 XL4001 典型应用电路及图示 C IN220uF/50VL256uH/2AC OUT220uF/50VD2SS 347,8541,2VINFBSWGNDVinVOUT=1.235*(1+R2/R1)XL40013C 1105R csIcharge=0.155/Rcs6C SENC 2105LED+LED-U1LEDUnLEDR 1R 2C FF33nF 测试数据见下图表，在输入电压 36V，输出从 1 颗灯到 10 颗 1W LED 灯，单路输出电流在 320mA 时，室温 16，测试整个系统的效率。温度测试点在

13、芯片表面。上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 7 2 XL6002 典型应用电路及图示 C IN220uF/50VL156uH/3AC OUT220uF/50VD2SS 341542VINPWM DIMM INGSWGNDVinVOUT=1.235*(1+R 2/R1)XL60023C 1105R csIcharge=0.155/RcsC SC 2105LED+LED-R 1C FF33nFR 2U1LEDUnLED 测试数据见下图表，在输入电压 36V，输出从 1 颗灯到 10 颗 1W LED 灯，单路输出电流在 320mA 时，室温 16，测试整个系统的效率。温度测试

14、点在芯片表面。上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 83 XL4101 典型应用电路及图示 C IN220uF/50VL156uH/3AC OUT220uF/50VD2SS 341542VINFBSWGNDVinVOUT=1.235*(1+R 2/R1)XL41013C 1105R csIcharge=0.155/RcsC SC 2105LED+LED-R 1C FF33nFR 2U1LEDUnLED 测试数据见下图表，在输入电压 36V，输出从 1 颗灯到 10 颗 1W LED 灯，单路输出电流在 320mA 时，室温 16，测试整个系统的效率。温度测试点在芯片表面。上海

15、芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 9二二 XL4003+358 LED 驱动电源方案驱动电源方案 AR1LM358R 51KR 66.8KC IN470uF/50VC 1105L133uH/5AC OUT470uF/50VD1SK54054213VINFBSWVinXL4003C 1105R csU1-11W LEDU2-11W LEDU7-11W LEDC 3105D2 IN5819PWM 信号U1-n1W LEDU2-n1W LEDU7-n1W LEDD3稳 压 二 极 管R 13KD210V稳 压二 极 管R csGNDEN 1.应用简要说明 XL4003 是一个 30

16、0KHz 的固定频率 PWM 降压 DC-DC 转换器，4A 电流负载能力，该电路应用简单，外部元器件比较少。鉴于 LED 领域的系统需求，内部除了常规的过流保护，过温度保护，输出短路保护外，整个系统效率相当高。CC 是通过电阻 RCS 测量 LED 电流并实现电流模式控制，在正常工作情况，LED 电流由 VFB=0.8V 的 PWM 控制器内部参考电压经过一个 358 运放 8 倍，VFB=VCS*（1+R6/R5），选择 R6，R5 适当的值，使得 VCS=0.1V。即 I=0.1V/RCS,因为 RCS 两端的电压降在正常工作条件下将一直保持在 0.1V。OVP 是通过 D2 稳压二极管

17、和 R5，R6，R1 测量输出电压并实现电压模式控制，一般OVP 设置为比正常输出电压高 20%。在芯片正常工作的时候，CC 起作用；当 CC 这一路出现问题，OVP 钳位输出电压，使 LED 不会承受较大功率而烧毁。根据 LED 个数确定输出电压，如果输入输出电压相差在 20%以内，就不需要接 D2 稳压二极管，R1 短接。PWM 调光这一块也可以调节 2 脚 FB 来实现，FB 基准为 0.8V，一旦这一点电位高于0.8V，关闭输出；低于 0.8V 芯片工作。由于芯片本身的频率只有 300K，所以在一定占空 上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 10比的条件下，PWM 调

18、光的速率不应该太快，建议在 100Hz-500Hz。使能端 EN 脚控制芯片输出，EN 脚电位为高电平（1.4V 以上）或者悬空的时候，芯片有输出；EN 脚电位为低电平（0.8V 以下），芯片关断输出。其他几款同类型芯片如下：XL4005，XL4012。2.技术特点（1）全内置型单片高电压、高频率、高效率、大电流、高可靠性、高性价比集成电路；（2）系统设计简单、方便灵活、高功率密度；（3）常规的过流保护，过热保护，输出短路保护都内置；（4）高效率，在输入电压 20V-30V，输出功率 50W 时效率高达 90%以上。3.降压型 LED 驱动产品典型应用示意图 1 XL4003+358 典型应用

19、电路及图示 AR1LM358R 51KR 66.8KC IN470uF/50VC 1105L133uH/5AC OUT470uF/50VD1SK54054213VINFBSWVinXL4003C 1105R csU1-11W LEDU2-11W LEDU7-11W LEDC 3105D2 IN5819PWM 信号U1-n1W LEDU2-n1W LEDU7-n1W LEDD3稳 压 二 极 管R 13KD210V稳 压二 极 管R csGNDEN 测试数据见下图表，在输入电压 24V，输出 7 颗 1W LED 灯，单路输出电流在 320mA时，不断并上相同数量的 LED，室温 20，测试整个

20、系统的效率。温度测试点在芯片表面。上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 11 2 XL4005+358 典型应用电路及图示 AR1LM358R 51KR 66.8KC IN470uF/50VC 1105L147uH/5AC OUT470uF/50VD1SK54054213VINFBSWVinXL4005C 1105R csU1-11W LEDU2-11W LEDU7-11W LEDC 3105D2 IN5819PWM 信号U1-n1W LEDU2-n1W LEDU7-n1W LEDD3稳 压 二 极 管R 13KD210V稳 压二 极 管R csGNDEN 测试数据见下图表，

21、在输入电压 24V，输出 7 颗 1W LED 灯，单路输出电流在 320mA时，不断并上相同数量的 LED，室温 20，测试整个系统的效率。温度测试点在芯片表面。上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 123 XL4012+358 典型应用电路及图示 AR1LM358R 51KR 66.8KC IN470uF/50VC 1105L147uH/12AC OUT470uF/50VD1SK54054213VINFBSWVinXL4012C 1105R csU1-11W LEDU2-11W LEDU7-11W LEDC 3105D2 IN5819PWM 信号U1-n1W LEDU2-

22、n1W LEDU7-n1W LEDD3稳 压 二 极 管R 13KD210V稳 压二 极 管R csGNDEN 测试数据见下图表，在输入电压 24V，输出 6 颗 1W LED 灯，单路输出电流在 320mA时，不断并上相同数量的 LED，室温 20，测试整个系统的效率。温度测试点在芯片表面。上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 13第二章第二章 升压型升压型 LED 驱动电源系统设计方案驱动电源系统设计方案 一一 XL6003 LED 驱动电源方案驱动电源方案+C IN100uF/50VD1SS 36L133uH/2A+C OUT100uF/50VXL600325,637,

23、8VINSWFBGNDEN1VINR cs0.68Series 1W LEDPWM DimmingD11W LEDD21W LEDDn1W LEDIload=0.22/R csD1稳 压 二 极 管R 11KD2IN5819PWM DimmingC 1105C 2105 1.应用简要说明 XL6003 是一个 400KHz 的固定频率 PWM 升压 DC-DC 转换器，2A 开关电流能力，该电路应用简单，外部元器件较少。鉴于 LED 领域的系统需求，内部除了常规的限流电路，过温度保护，开路保护外，还内置了专用 LED 的 CC。CC 是通过电阻 RCS 测量 LED 电流并实现电流模式控制，在

24、正常工作情况，LED 电流由 0.22V 的 PWM 控制器内部参考电压除以 RCS 电阻值所决定。即 I=0.22V/RCS,因为 RCS两端的电压降在正常工作条件下将一直保持在 0.22V。OVP 是芯片内部有开路保护，保护电压 52V 左右，芯片外部通过电阻 R1 和 R2 测量输出电压并实现电压模式控制，实现二次开路保护，一般 OVP 设置为比正常输出电压高 20%。在芯片正常工作的时候，CC 起作用；当 CC 这一路出现问题，OVP 钳位输出电压，使 LED不会承受较大功率而烧毁。PWM 调光这一块也可以调节 1 脚 EN 来实现，EN 的逻辑关系是一旦这一点电位高于1.4V，芯片输

25、出正常；低于 0.8V 芯片不工作。由于芯片本身的频率只有 400K，内置软启 上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 14动电路电路，所以在一定占空比的条件下，PWM 调光的速率不应该太快，建议在100Hz-300Hz；也可以通过 FB 来实现对芯片的 PWM 调光控制，高电平高于 1V，芯片关断，低于 0.3V，芯片开启。其他几款同类型芯片如下：XL6004，XL6005。2.技术特点（1）用于 LED 全集成方案，系统成本低，可靠性高；（2）系统结构简单，设计方便灵活，可以达到很高的效率；（3）由于大功率开关管内置，功率管的电压，电流，温度都受控；同时，芯片内置软启动电路

26、、环路频率补偿电容、内部固定频率、全内置过压保护、过流保护、过热保护等电路，芯片的可靠性，安全性大大提高。3.升压型 LED 驱动产品典型应用示意图 1 XL6003 典型应用电路及图示+C IN100uF/50VD1SS 36L133uH/2A+C OUT100uF/50VXL600325,637,8VINSWFBGNDEN1VINR cs0.68Series 1W LEDPWM DimmingD11W LEDD21W LEDDn1W LEDIload=0.22/R csD1稳 压 二 极 管R 11KD2IN5819PWM DimmingC 1105C 2105 在输入电压 12V，输出从

27、 4 颗灯到 12 颗 1W LED 灯，单路输出电流在 320mA 时，室温 19，测试整个系统的效率；在输入电压 24V，输出从 8 颗灯到 12 颗 1W LED 灯，单路输出电流在 320mA 时，室温 19，测试整个系统的效率。温度测试点在芯片表面。上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 15 2 XL6004 典型应用电路及图示 +C IN100uF/50VD1SS 36L156uH/2A+C OUT100uF/50VXL60044351VINSWFBGNDENVINR cs0.68Series 1W LEDPWM DimmingD11W LEDD21W LEDDn

28、1W LEDIload=0.22/R csD1稳 压 二 极 管R 11K2C 1105C 2105 在输入电压 12V，输出从 4 颗灯到 12 颗 1W LED 灯，单路输出电流在 320mA 时，室温 19，测试整个系统的效率；在输入电压 24V，输出从 8 颗灯到 12 颗 1W LED 灯，单路输出电流在 320mA 时，室温 19，测试整个系统的效率。上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 16温度测试点在芯片表面。3 XL6005 典型应用电路及图示+C IN220uF/50VD1SS 36L1150uH/3A+C OUT220uF/50VXL60054351VI

29、NSWFBGNDENVINR cs0.68Series 1W LEDPWM DimmingD11W LEDD21W LEDDn1W LEDIload=0.22/R csD1稳 压 二 极 管R 11K2C 1105C 2105 在输入电压 12V，输出从 4 颗灯到 11 颗 1W LED 灯，单路输出电流在 320mA 时，室温 19，测试整个系统的效率；在输入电压 24V，输出从 8 颗灯到 11 颗 1W LED 灯，单路输出电流在 320mA 时，上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 17室温 19，测试整个系统的效率。温度测试点在芯片表面。上海芯龙半导体有限公司上海

30、芯龙半导体有限公司 技术支持 18二二 XL6009+358 LED 驱动电源方案驱动电源方案 AR1LM358R 21KR 312KC 3105C IN100uF/50VL1100uH/5AC OUT220uF/50VD1B 5442315VINSWFBVINXL6009Icharge=Vref/RcsR csD11W LEDD21W LEDDn1W LEDGNDEND2稳 压 二 极 管R 13KD310V稳 压二 极 管VFB=Vref(1+R 3/R2)D4IN5819PWM DIMM INGC 1105C 2105 1.应用简要说明 XL6009 是一个 400KHz 的固定频率 P

31、WM 升压 DC-DC 转换器，4A 开关电流能力，该电路应用简单，外部元器件比较少。鉴于 LED 领域的系统需求，内部除了常规的过流保护，过温度保护，输出短路保护外，整个系统效率相当高。CC 是通过电阻 RCS 测量 LED 电流并实现电流模式控制，在正常工作情况，LED 电流由 VFB=1.25V 的 PWM 控制器内部参考电压经过一个 358 运放 13.2 倍，VFB=VCS*（1+R6/R5），选择 R6，R5 适当的值，使得 VCS=0.095V。即 I=0.095V/RCS，因为 RCS 两端的电压降在正常工作条件下将一直保持在 0.095V。OVP 是通过 D2 稳压二极管和

32、R2，R5，R6 测量输出电压并实现电压模式控制，一般OVP 设置为比正常输出电压高 20%。在芯片正常工作的时候，CC 起作用；当 CC 这一路出现问题，OVP 钳位输出电压，使 LED 不会承受较大功率而烧毁。PWM调光这一块也可以调节5脚FB来实现，FB基准为1.25V，一旦这一点电位高于1.25V，关闭输出。低于 1.25V 芯片工作。由于芯片本身的频率只有 300K，所以在一定占空比的条件下，PWM 调光的速率不应该太快，建议在 100Hz-500Hz。使能端 EN 脚控制芯片输出，EN 脚电位为高电平（1.4V 以上）或者悬空的时候，芯片 上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公

33、司 技术支持 19有输出；EN 脚电位为低电平（0.8V 以下），芯片关断输出。其他几款同类型芯片如下：XL6010，XL6011。2.技术特点（1）用于 LED 全集成方案，系统成本低，可靠性高；（2）系统结构简单，设计方便灵活，可以达到很高的效率；（3）由于大功率开关管内置，功率管的电压，电流，温度都受控；同时，芯片内置软启动电路、环路频率补偿电容、内部固定频率、全内置过压保护、过流保护、过热保护等电路，芯片的可靠性，安全性大大提高。3.升压型 LED 驱动产品典型应用示意图 1 XL6009+358 典型应用电路及图示 AR1LM358R 21KR 312KC 3105C IN100uF

34、/50VL1100uH/5AC OUT220uF/50VD1B 5442315VINSWFBVINXL6009Icharge=Vref/RcsR csD11W LEDD21W LEDDn1W LEDGNDEND2稳 压 二 极 管R 13KD310V稳 压二 极 管VFB=Vref(1+R 3/R2)D4IN5819PWM DIMM INGC 1105C 2105 在输入电压 12V，输出从 4 颗灯到 11 颗 1W LED 灯，单路输出电流在 320mA 时，室温 19，测试整个系统的效率；在输入电压 24V，输出从 8 颗灯到 11 颗 1W LED 灯，单路输出电流在 320mA 时，

35、室温 19，测试整个系统的效率。温度测试点在芯片表面。上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 20 2 XL6010+358 典型应用电路及图示 AR1LM358R 21KR 312KC 3105C IN220uF/50VL1100uH/5AC OUT220uF/50VD1B 5442315VINSWFBVINXL6010Icharge=Vref/RcsR csD11W LEDD21W LEDDn1W LEDGNDEND2稳 压 二 极 管R 13KD310V稳 压二 极 管VFB=Vref(1+R 3/R2)D4IN5819PWM DIMM INGC 1105C 2105 在

36、输入电压 12V，输出从 4 颗灯到 11 颗 1W LED 灯，单路输出电流在 320mA 时，室温 19，测试整个系统的效率；在输入电压 24V，输出从 8 颗灯到 11 颗 1W LED 灯，单路输出电流在 320mA 时，室温 19，测试整个系统的效率。温度测试点在芯片表面。上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 21 2 XL6011+358 典型应用电路及图示 AR1LM358R 21KR 312KC 3105C IN220uF/50VL1120uH/5AC OUT1000uF/50VD1M BR 154542315VINSWFBVINXL6011Icharge=V

37、ref/RcsR csD11W LEDD21W LEDDn1W LEDGNDEND2稳 压 二 极 管R 13KD310V稳 压二 极 管VFB=Vref(1+R 3/R2)D4IN5819PWM DIMM INGC 1105C 2105 在输入电压 12V，输出从 4 颗灯到 11 颗 1W LED 灯，单路输出电流在 320mA 时，室温 19，测试整个系统的效率；在输入电压 24V，输出从 8 颗灯到 11 颗 1W LED 灯，单路输出电流在 320mA 时，室温 19，测试整个系统的效率。上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 22温度测试点在芯片表面。上海芯龙半导体

38、有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 23第三章第三章 降压型芯片降压型芯片 LED 驱动电源系统升降压设计方案驱动电源系统升降压设计方案 一一 XL4001 LED 驱动电源升降压设计方案驱动电源升降压设计方案 C IN100uF/50VL222uH/2AC out220uF/50VD1SS 347,8541,2VINFBSWGNDVinOVP=1.235*(1+R 2/R1)XL40013R csIcharge=0.155/Rcs6C SENLED+LED-R 1C FF33nFR 2D1LED1DnLED1D2IN5819PWM Dimming 1.应用简要说明 XL4001 是一个

39、 150KHz 的固定频率 PWM 降压 DC-DC 转换器，2A 电流负载能力，可以改变其拓扑结构来实现升降压功能。该电路应用简单，外部元器件比较少。鉴于 LED 领域的系统需求，内部除了常规的过流保护，过温度保护，输出短路保护外，还内置了专用LED 的 CC，OVP。CC 是通过电阻 RCS 测量 LED 电流并实现电流模式控制，在正常工作情况，LED 电流由 0.155V 的 PWM 控制器内部参考电压除以 RCS 电阻值所决定。即 I=0.155V/RCS，因为RCS 两端的电压降在正常工作条件下将一直保持在 0.155V。OVP 是通过电阻 R1 和 R2 测量输出电压并实现电压模式

40、控制，一般 OVP 设置为比正常输出电压高 10%。在芯片正常工作的时候，CC 起作用；当 CC 这一路出现问题，OVP 钳位输出电压，使芯片在开路情况下不会损坏。PWM 调光这一块可以调节 4 脚 FB 来实现，FB 基准为 1.235V，一旦这一点电位高于1.235V，关闭输出；低于 1.235V 芯片工作。由于芯片本身的频率只有 150K，所以在一定占空比的条件下，PWM 调光的速率不应该太快，建议在 100Hz-300Hz。使能端 EN 脚控制芯片输出，EN 电位为低电平（0.8V 以下）或者悬空的时候，芯片有 上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 24输出；EN 脚

41、电位为高电平（1.4V 以上），芯片关断输出。其他几款同类型芯片如下：XL6002，XL4101。2.技术特点（1）用于 LED 全集成方案，系统成本低，可靠性高；（2）IC 内部 CC，OVP 都是通过控制 PWM 实现的；因此，输出电压，输出电流，输出过压保护的精度更高，响应速度很快；内置过流保护、过温度保护等安全措施；（3）XL4001 为 40V 高压双极工艺制造，更加“皮实”，应用于多种环境；由于其为150K 固定频率，使得 LED 驱动的 EMI 设计相对容易。3.降压型 LED 驱动升降压设计典型应用示意图 1 XL4001 升降压典型应用电路及图示 C IN100uF/50VL

42、222uH/2AC out220uF/50VD1SS 347,8541,2VINFBSWGNDVinOVP=1.235*(1+R 2/R1)XL40013R csIcharge=0.155/Rcs6C SENLED+LED-R 1C FF33nFR 2D1LED1DnLED1D2IN5819PWM Dimming 测试数据见下图表，在输入电压 8V-28V，输出 4 颗 1W LED 灯，单路输出电流在 320mA时，室温 17，测试整个系统的效率。温度测试点在芯片表面。上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 252 XL6002 升降压典型应用电路及数据 C IN100uF/

43、50VL222uH/2AC OUT220uF/50VD2SS 341542VINC SSWGNDVinOVP=1.235*(1+R 2/R1)XL60023R csIcharge=0.155/RcsFBLED+LED-R 1C FF33nFR 2D1LED1DnLED1 测试数据见下图表，在输入电压 8V-24V，输出 4 颗 1W LED 灯（320mA）或者输出 3颗 3W LED 灯（900mA），室温 17，测试整个系统的效率。温度测试点在芯片表面。3 XL4101 典型应用电路及数据 C IN220uF/50VL2100uH/3AC OUT220uF/50VD2SS 341542VI

44、NC SSWGNDVinOVP=1.235*(1+R 2/R1)XL41013R csIcharge=0.155/RcsFBLED+LED-R 1C FF33nFR 2D1LED1DnLED1 上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 26测试数据见下图表，在输入电压 8V-24V，输出 4 颗 1W LED 灯（320mA）或者输出 3颗 3W LED 灯（900mA），室温 17，测试整个系统的效率。温度测试点在芯片表面。二二 XL4003+358 升降压升降压 LED 驱动电源方案驱动电源方案 AR1LM358R 5R 6C IN220uF/50VL122uH/5AC OU

45、T220uF/50VD1SR 54054123VINGNDSWXL4003R csD11W LEDC 3105D4稳 压 二 极 管R 13KD310V稳 压二 极 管FBVIND41W LEDLED+LED-EN 1.应用简要说明 XL4003 是一个 300KHz 的固定频率 PWM 降压 DC-DC 转换器，4A 电流负载能力，可以改变其拓扑结构来实现升降压功能。该电路应用简单，外部元器件比较少。鉴于 LED 领域的系统需求，内部除了常规的过流保护，过温度保护，输出短路保护外，整个系统效率相当高。上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 27CC 是通过电阻 RCS 测量

46、LED 电流并实现电流模式控制，在正常工作情况，LED 电流由 VFB=0.8V 的 PWM 控制器内部参考电压经过一个 358 运放 8 倍，VFB=VCS*（1+R6/R5），选择 R6,R5 适当的值，使得 VCS=0.1V。即 I=0.1V/RCS,因为 RCS 两端的电压降在正常工作条件下将一直保持在 0.1V。OVP 是通过 D2 稳压二极管和 R5，R6，R1 测量输出电压并实现电压模式控制，一般OVP 设置为比正常输出电压高 20%。在芯片正常工作的时候，CC 起作用；当 CC 这一路出现问题，OVP 钳位输出电压，使芯片在开路情况下不会损坏。PWM 调光这一块也可以调节 2

47、脚 FB 来实现，FB 基准为 0.8V，一旦这一点电位高于0.8V，关闭输出，低于 0.8V 芯片工作。由于芯片本身的频率只有 300K，所以在一定占空比的条件下，PWM 调光的速率不应该太快，建议在 100Hz-500Hz。使能端 EN 脚控制芯片输出，EN 脚电位为高电平（1.4V 以上）或者悬空的时候，芯片有输出。EN 脚电位为低电平（0.8V 以下），芯片关断输出。其他几款同类型芯片如下：XL4005，XL4012。2.技术特点（1）全内置型单片高电压、高频率、高效率、大电流、高可靠性、高性价比集成电路；（2）系统设计简单、方便灵活、高功率密度；（3）常规的过流保护，过热保护，输出短

48、路保护都内置；（4）高效率。上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 283.降压型芯片升降压 LED 驱动产品典型应用示意图 1 XL4003+358 升降压典型应用电路及图示 AR1LM358R 5R 6C IN220uF/50VL122uH/5AC OUT220uF/50VD1SR 54054123VINGNDSWXL4003R csD11W LEDC 3105D4稳 压 二 极 管R 13KD310V稳 压二 极 管FBVIND41W LEDLED+LED-EN 测试数据见下图表，在输入电压 24V，输出 7 颗 1W LED 灯，单路输出电流在 320mA时，不断并上相

49、同数量的 LED，室温 20，测试整个系统的效率。温度测试点在芯片表面。上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 292 XL4005+358 升降压典型应用电路及数据 AR1LM358R 5R 6C IN470uF/50VL133uH/5AC OUT470uF/50VD1SR 54054123VINGNDSWXL4005R csD11W LEDC 3105D4稳 压 二 极 管R 13KD310V稳 压二 极 管FBVIND41W LEDLED+LED-EN 测试数据见下图表，在输入电压 8-18V，输出 3 颗 1W，3W，5W LED 灯，单路输出电流在 320mA，900

50、mA，1500mA 时，室温 17，测试整个系统的效率。温度测试点在芯片表面。上海芯龙半导体有限公司上海芯龙半导体有限公司 技术支持 30第四章第四章 升压型芯片升压型芯片 LED 驱动电源系统升降压设计方案驱动电源系统升降压设计方案 一一 XL6003 LED 驱动电源升降压设计方案驱动电源升降压设计方案+C IN100uF/50VD1SS 36+C OUT100uF/50VXL600325,637,8VINSWFBGNDEN1VINR cs0.68PWM DimmingD11W LEDD21W LEDDn1W LEDIload=0.22/RcsD1稳 压 二 极 管R 11KD2IN581