高亮度LED驅動控制器的應用

1 引言

MAX16801A/B和MAXl6802A/B采用恒定電流來驅動一般照明和顯示應用中的HB LED，以提供所需要的控制功能。MAX16801A/B適用于通用交流輸入LED驅動器，而MAX16802A/B則被指定用于低壓(10.8～24 V)直流輸入LED驅動器。由MAX16801A/B和MAX16802A/B構成的HB LED驅動電路控制IC主要用于LCD TV和LCD監示器RGB背光照明、商業和工業照明、裝飾與建筑景觀照明等領域。

2 主要特點

MAX16801A/8和MAX16802A/8的主要特點如下：

適合用作組成降壓(Buck)、升壓、回掃(Flyback)、SEPIC及其他電路拓撲；直達50 W或更大的輸出功率；內部誤差放大器帶1%的精度；PWM或線性調光；262 kHz(1±12%)的固定開關頻率操作；提供熱關閉和數字軟啟動，輸入啟動電壓可編程；啟動電源電流典型值為45μA，工作電源電流典型值為1.4 mA；薄型8引腳μMAX封裝。

3 引腳功能與內部結構

MAX16801A/B和MAX16802A/B的引腳排列如圖1所示。表1所列為其各個引腳的功能。MAX16801A/B和MAX16802A/B內部集成了1.23 V的帶隙參考、數字軟啟動、UVLO、穩壓器、262 kHz振蕩器、誤差放大器、CPWM比較器、電流限制比較器、熱關閉及MOS柵極驅動器等單元電路，如圖2所示。

引腳功能與內部結構

MAX16801A/B和MAX16802A/B內部結構

4 應用電路及工作原理

4.1采用MAX16801的離線非隔離回掃式LED驅動器

采用MAX16801的離線非隔離回掃式HB LED驅動器電路如圖3所示。

帶可編程輸入啟動電壓的離線性隔離回歸式LED驅動器電路

4.1.1輸入啟動電路

MAX16801引腳UVLO/EN的喚醒門限電壓是1.28 V，該引腳電壓只有超過1.28 V，電路才能開始工作。電阻分壓器(R2與R3)可用作編程輸入啟動電壓。

MAX16801內置一個帶較大滯后的自舉UVLO電路，對設計高壓HB LED驅動器是很有用的。當VIN超過23.6 V的門限電平時，電路啟動。在啟動期間，UVLO電路保持CPWM比較器、ILIM比較器、振蕩器和輸出驅動器關閉，以減小電流消耗。一旦VIN達到23.6 V，CPWM與ILIM比較器和振蕩器開通，并允許輸出驅動器開關。如果VIN降低到9.7 V以下，將關閉比較器、振蕩器和輸出驅動器。

4.1.2啟動操作

在電路開始啟動時，變壓器T1的第三級繞組(P3)沒有能量交付到控制IC的IN端。在加電后，通過R1的電流對C1充電，同時內部穩壓器對C2充電，通過R1的最大電流是45μA。當C2上的電壓達到9.5 V時，C2充電停止，C1上的電壓持續升高。當VIN超過23.6 V的喚醒電平時，VQ1開始動作，變壓器向次級和第三級繞組傳輸能量。C1的容量和變壓器的第三級繞組連接配置決定了啟動時間。MOSFET(VQl)的柵極電流為：

若離線LED驅動器啟動時間不大于500 ms，并且C1>C2，R1可由式(3)和式(4)計算。

4.1.3 LED電流的確定

通過LED的電流ILED主要由R7確定。IC中誤差放大器同相輸入端通過數字軟啟動電路連接一個1.23 V的參考電壓VREF。因此，ILED=VREF/R7=1.23 V/R7。若HB LED的正向電流額定值是750 mA，則R7=1.23 V/0.75 A=1.64 Ω

4.1.4輸出短路保護

變壓器的第三級繞組還提供輸出短路保持功能。只要第三級繞組上的電壓降至10 V以下.則會關斷外部MOSFET的柵極驅動。

4.2 HB LED驅動器電路

圖4給出帶低頻PWM調光功能的通用AC輸入隔離型回掃式HB LED驅動器電路翻。其中，一個反相邏輯PWM信號直接加至MAX16801B的DIM/FB端，可實現對HB LED的寬范圍低頻PWM調光。變壓器T1提供安全隔離，T1次級繞組下端通過電容C5接地。

帶低頻PWM調光的通用AC輸入隔離型回掃式HB LED驅動器電路

4.3 MAX16802的典型應用電路

圖5所示為采用MAX16802B帶調光能力的降壓(Buck)式HB LED驅動器電路。該電路工作在連續導電模式(CCM)下，線性調光信號加至MAX16802B的引腳CS。R5為電流感測電阻，R4與C1組成低通濾波器。驅動電路的DC輸入電壓范圍為10.8～24 V。MAX16802B還可以組成不連續導電模式(DCM)下的回掃式HB LED驅動電路拓撲，如圖6所示。在圖6中，LED串的總電壓可以低于或高于輸入電壓VIN。

采用MAX16802B帶調光能力的降壓(Buck)式HB LED驅動器電路

回掃式HB LED驅動電路拓撲

5 結語

MAX16081A/B和MAX16802A/B是一般照明和背光應用的HB LED驅動器離線和DE-DE控制器，它們可以構建Buck、升壓、回掃、SEPIC等電路拓撲，啟動電壓可編程，提供PWM或線性調光、數字軟啟動和熱關閉保護，輸出功率直達50 W以上。