庫(kù)存現(xiàn)貨ns驅(qū)動(dòng)芯片 lm3402hvmm

針對(duì)高功率led驅(qū)動(dòng)器、6v至75v輸入電壓范圍的0.5a/1.0a持續(xù)電流降壓穩(wěn)壓器

設(shè)定led電流
默認(rèn)傳送至led陣列的前饋電流iled為350 ma，其為
許多1瓦功率led的典型值。為了調(diào)節(jié)該值，電流設(shè)定電阻
rsns值可以根據(jù)下式變化：
為能承受led電流引起的功耗，應(yīng)將該電阻功率容量
取額定值。例如，為設(shè)定350 ma的led電流，最接近5%
容差的電阻為0.56 ω。穩(wěn)定狀態(tài)下該電阻將消耗（0.352×
0.56）＝ 69 mw，表明適合采用1/8w額定功耗的電阻。
pwm調(diào)光
印刷板上的dim1端口為脈沖寬度調(diào)制(pwm)信號(hào)
輸入端，可對(duì)led陣列進(jìn)行調(diào)光。為了對(duì)lm3402/02hv進(jìn)行
完全賦能和止能，pwm信號(hào)的最大邏輯低電平應(yīng)為0.8v，
最小邏輯高電平為2.2v。最大的pwm調(diào)光頻率，最小的
pwm占空比和最大的占空比如圖2所示。pwm頻率應(yīng)至少
比lm3402/02hv的開關(guān)頻率低一個(gè)數(shù)量級(jí)。間隔td表證從
dim引腳為邏輯高電平至輸出電流開始上升的延遲時(shí)間。tsu
和tsd的數(shù)值分別代表了輸出電流開始上升轉(zhuǎn)換到穩(wěn)態(tài)和開始
下降轉(zhuǎn)換至零所需要的時(shí)間。在典型的性能特性部分會(huì)圖示
標(biāo)準(zhǔn)lm3402和lm3402hv演示板電路的典型響應(yīng)時(shí)間。
lm3402/02hv 演示板
an-1500
© 2006 national semiconductor corporation an201980www.national.com
美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司
應(yīng)用注釋1500
chris richardson
2006年10月
lm3402/02hv 演示板
引言
lm3402 / lm3402hv是一款由可控電流源衍生的降壓型
穩(wěn)壓器，設(shè)計(jì)該器件來(lái)驅(qū)動(dòng)串聯(lián)的大功率、高亮度發(fā)光二極
管（hbleds）串，例如前饋電流高達(dá)500 ma的“luxeontm
i發(fā)射器”模塊。當(dāng)使用lm3402時(shí)，電路板可以接受范圍在
6v至42v的輸入電壓。當(dāng)使用引腳兼容的lm3402hv時(shí)，
輸入電壓的上限可達(dá)到75v。按照需要對(duì)轉(zhuǎn)換器的輸出電壓
進(jìn)行調(diào)節(jié)，以維持通過(guò)led陣列的恒定電流水平。lm3402/
02hv是一款真正的降壓型穩(wěn)壓器，其輸出電壓范圍從vo(min)
為200 mv（參考電壓）擴(kuò)展到由最小關(guān)斷時(shí)間（典型值300
ns）決定的vo(max)。只要led陣列的組合前饋電壓不超過(guò)
vo(max)，則電路能保持任意數(shù)量的led中的調(diào)節(jié)電流不變。
lm3402的電路性能
設(shè)計(jì)lm3402電路和元件清單的目的是為單個(gè)led
350 ma的恒定前饋電流, 其前饋電壓約為3.5v（使用ingan
技術(shù)的白光、藍(lán)光和綠光led的典型值）。當(dāng)采用24v±5%
輸入供電時(shí)，演示板會(huì)維持led的平均電流if在350 ma±
10%范圍以內(nèi)。紋波電流δif不會(huì)超過(guò)70 ma峰峰值。在輸
入電壓6v至42v的范圍內(nèi)，演示板的開關(guān)頻率為600 khz±
10%。
lm3402hv的電路性能
設(shè)計(jì)lm3402hv電路和元件清單的目的在于為前饋電壓
約為3.5v的單個(gè)led350 ma的恒定前饋電流。當(dāng)采用
48v±5%輸入電壓供電時(shí)，演示板會(huì)維持led的平均電流
if在350 ma±5%范圍以內(nèi)。紋波電流將不會(huì)超過(guò)70 ma峰
峰值。在輸入電壓6v至75v的范圍內(nèi)，演示板的開關(guān)頻率為
250 khz±10%。
led陣列的連接
lm3402/02hv演示板包含一個(gè)6引腳單列排母(sip)，連
接器j1以及兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的94密耳直立連接器, 用于連接led陣
列的陽(yáng)極和陰極。圖1所示為j1的引腳排列。實(shí)心的18或20
號(hào)標(biāo)準(zhǔn)線采用1厘米的絕緣剝離, 使j1的無(wú)焊連接更加方便。
圖1.
2 an-1500
pwm調(diào)光（續(xù)）
20198002
圖2. pwm調(diào)光限制
dim1的邏輯是直接的，因此當(dāng)dim1端口為高電平時(shí)，
lm3402/02hv會(huì)輸出穩(wěn)定的電流。當(dāng)dim1處為低電平時(shí)，
禁止任何電流輸出。 連接dim到一個(gè)固定的邏輯低電平會(huì)禁
止輸出，dim引腳處于開路狀態(tài)時(shí)，對(duì)lm3402/02hv進(jìn)行賦
能。dim1功能僅禁止功率nfet，ic內(nèi)其他電路模塊仍然工
作, 由此可將轉(zhuǎn)換器的響應(yīng)時(shí)間降到最低。
通過(guò)連接到可選nfet q1的柵極，dim2為pwm調(diào)光提
供了第二種方法。 注意到在標(biāo)準(zhǔn)元件清單上沒(méi)有列出q1，所
以必須為執(zhí)行dim2的功能添加q1。q1led電流的分流
路徑。這種小型nfet的開啟和關(guān)閉比lm3402/02hv啟閉內(nèi)
置的nfet更加迅速, 從而為更高頻率和/或更高精度的pwm
調(diào)光信號(hào)更快的響應(yīng)時(shí)間。該方法所取的折衷就是, 當(dāng)
led關(guān)閉時(shí)會(huì)有滿幅電流通過(guò)q1，會(huì)導(dǎo)致較低的效率。
dim2的邏輯是反相的，因此當(dāng)dim2為低電平時(shí)，
lm3402/02hv會(huì)輸出穩(wěn)定的電流。當(dāng)dim2處為高電平時(shí)，
則禁止電流輸出。將dim2連接一個(gè)固定邏輯高電平則關(guān)閉
led，但不會(huì)關(guān)閉lm3402/02hv。
低功率關(guān)機(jī)
將off端口接地，從而將lm3402/02hv置于一個(gè)低功率
關(guān)機(jī)狀態(tài)（典型值為90 μa）。在正常工作期間，該端口應(yīng)始
終保持在開路狀態(tài)。
輸出開路
將dim端口懸浮或者接至邏輯高電平，一旦輸入達(dá)
到6v，lm3402/02hv就開始運(yùn)作。在輸入供電但輸出未
連接任何led陣列的情況下，輸出電壓將會(huì)上升到和輸
入電壓相等。電路的額定輸出為50v（lm3402）或100v
（lm3402hv），此時(shí)器件不會(huì)受到損壞。然而在穩(wěn)定狀態(tài)
下，輸出電壓高于led陣列的預(yù)期前饋電壓時(shí)，則應(yīng)當(dāng)小心,
不要連接任何led陣列。還有一種方法就是，在位置z1和rz
處放置齊納二極管和齊納限流電阻。在輸出z1處的一個(gè)意外
開路將會(huì)使電路進(jìn)入反向偏置，并迫使cs引腳電壓上拉至等
于輸出電壓。一個(gè)內(nèi)置的比較器監(jiān)測(cè)cs引腳電壓，在該情況
下會(huì)禁止內(nèi)置的nfet工作。結(jié)果是電路進(jìn)入一個(gè)低功率打嗝
模式, 用以防止輸出端的過(guò)壓以及電感、內(nèi)置nfet和輸入電
壓源上的熱應(yīng)力。
an-1500
3www.national.com
輸出開路（續(xù)）
20198004
圖3. 標(biāo)準(zhǔn)的電路圖
元件標(biāo)識(shí)器件型號(hào)類型尺寸參數(shù)數(shù)量商
u1 lm3402 led驅(qū)動(dòng)器msop-8 42v, 0.5a 1 美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體
l1 slf10145t-101m1r0 電感10.1 x 10.1 x
4.5mm
100μh, 1a, 0.2ω 1 tdk
d1 cmsh1-60m 肖特基二極管sma 60v, 1a 1 central semi
cf vj0805y104kxxat 電容0805 100nf 10% 1 vishay
cb vj0805y103kxxat 電容0805 10nf 10% 1 vishay
cin c3216x7r1h105m 電容1206 1μf 50v 1 tdk
rsns erj6bqfr56v 電阻0805 0.56ω 1% 1 panasonic
ron crcw08054642f 電阻0805 46.4kω 1% 1 vishay
rz crcw08050r00f 電阻0805 0ω 1 vishay
dim1, dim2 160-1512 鍍銀端口0.062” 2 cambion
gnd1, gnd2,
gnd3, vin,
isns / c, vo /
a, sw
160-1026 鍍銀端口0.094” 7 cambion
j1 535676-5 連接器定制6引腳1 tyco/amp
表1. 元件清單1（lm3402）
www.national.com4 an-1500
元件標(biāo)識(shí)器件型號(hào)類型尺寸參數(shù)數(shù)量商
u1 lm3402hv led驅(qū)動(dòng)器msop-8 75v, 0.5a 1 美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體
l1 slf10145t-151mr79 電感10.1 x 10.1 x
4.5mm
150μh, 0.8a,
0.2ω
1 tdk
d1 cmsh1-100m 肖特基二極管sma 100v, 1a 1 central semi
cf vj0805y104kxxat 電容0805 100nf 10% 1 vishay
cb vj0805y103kxxat 電容0805 10nf 10% 1 vishay
cin c3225x7r2a105m 電容1210 1μf 100v 1 tdk
co1 c3216x7r1e225m 電容1206 2.2μf 25v 1 tdk
rsns erj6bqfr68v 電阻0805 0.68ω 1% 1 panasonic
ron crcw08051303f 電阻0805 130kω 1% 1 vishay
rz crcw08050r00f 電阻0805 0ω 1 vishay
dim1, dim2 160-1512 鍍銀端口0.062” 2 cambion
gnd1, gnd2,
gnd3, vin, isns
/ c, vo / a, sw
160-1026 鍍銀端口0.094” 7 cambion
j1 535676-5 連接器定制6引腳1 tyco/amp
表2. 元件清單2（lm3402hv）
20198005
圖4. 完整的評(píng)估電路板電路圖
an-1500
5www.national.com
典型的性能特性
表1電路的效率
ta＝ 25°c，if ＝ 350ma
表2電路的效率
ta＝ 25°c，if ＝ 350ma
20198008 20198009
表1電路中if 和vin 之間的關(guān)系
ta ＝ 25°c
表2電路中if 和vin 之間的關(guān)系
ta ＝ 25°c
20198010 20198011
表1電路的dim引腳賦能表1電路的dim引腳止能
20198012 20198013
www.national.com6 an-1500
表1電路的開關(guān)波形表1電路的輸出紋波電流
20198014 20198015
表2電路的dim引腳賦能表2電路的dim引腳止能
典型的性能特性（續(xù)）
20198016 20198017
表2電路的開關(guān)波形表2電路的輸出紋波電流
20198018 20198019
an-1500
7www.national.com
印刷板布局
20198006
頂層和頂層覆蓋圖
www.national.com8 an-1500
印刷板布局 (續(xù))
20198007
底層和底層覆蓋圖
www.national.com
對(duì)于上述任何電路的使用，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司不承擔(dān)任何責(zé)任且不默示任何電路專利許可。美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司保留隨時(shí)更改上述電
路和規(guī)格的權(quán)利，恕不另行通知。
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生命支持策略
未經(jīng)美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的總裁和首席律師的明確書面審批，不得將美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的產(chǎn)品作為生命支持設(shè)備或系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件
使用。特此說(shuō)明：
1. 生命支持設(shè)備/系統(tǒng)指：（ a ）打算通過(guò)外科手術(shù)移植到體內(nèi)的
生命支持設(shè)備或系統(tǒng)；（ b ）支持或維持生命，依照使用說(shuō)明
書正確使用時(shí)，有理由認(rèn)為其失效會(huì)造成用戶嚴(yán)重傷害。
2. 關(guān)鍵部件是在生命支持設(shè)備或系統(tǒng)中，有理由認(rèn)為其失效會(huì)
造成生命支持設(shè)備/系統(tǒng)失效，或影響生命支持設(shè)備/系統(tǒng)的
安全性或效力的任何部件。
禁用物質(zhì)合規(guī)
美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司制造的產(chǎn)品和使用的包裝材料符合《消費(fèi)產(chǎn)品管理規(guī)范（csp-9-111c2）》以及《相關(guān)禁用物質(zhì)和材料規(guī)范
（csp-9-111s2）》的條款，不包含csp-9-111s2限定的任何“禁用物質(zhì)”。
無(wú)鉛產(chǎn)品符合rohs指令。