該模塊采用集成恒流輸出DC-DC降壓轉換器,輸出電流可配置為0.1至0.5A。本文概述了低成本LED驅動器的原理圖,設計指南,操作和性能。
簡短描述
LED驅動器模塊(圖1)采用SOT89-5封裝的降壓驅動器IC TS19376CY5 [1] 構建。該降壓驅動器涉及滯后調節,相對較高的效率高于90%而無需補償。輸出電流由并聯電阻R1-R3(圖1)的組合設定,比率為0.13?/1.
1. LED驅動器原理圖
可以簡單描述遲滯調節:TS19376驅動器的內部開關通過電感L1將輸入電壓連接到負載。通過電感的電流線性增加并監測為R1 II R2 II R3上的電壓降。一旦電流達到149.5mV(130mV + V csn _ hys (15%= 19.5mV)),集成開關關閉,電流流過電感器和線性D1當開關再次打開并且每個周期重復此過程時,它會下降到110.5mV(130mV - V csn_hys (15%= 19.5mV)),如圖2所示。
圖2. SW,開關節點(GND示波器連接到Vcc)的電流和電壓波形
開關頻率由輸出電流給出(I LED ),輸入電壓(V cc ),輸出電壓和L1值。
PWM調光
平均LED電流可由PWM信號控制。這種調光控制非常流行,可以通過MCU或其他技術(如555定時器)輕松實現。 PWM信號連接到模塊的PWM輸入,低電平有效<0.3V,高電平有效> 2V(CMOS)。 TS19376可接受相對較高的PWM頻率,因此可實現具有8位以上分辨率的快速PWM調光。
圖3. LED驅動器模塊連接圖
PWM輸入有上拉電阻,因此一旦模塊的PWM輸入未連接,I LED 達到最大電流值。推薦的PWM頻率高于100Hz,以避免可見的閃爍。
實際實現
PCB為TS19376提供散熱,在PCB背面提供額外的銅,并通過散熱孔與頂部金屬熱連接。需要低ESR輸入電容(C1)來抑制驅動器切換期間的電流尖峰。 C1的推薦值為4.7 - 100μF,介電材料應選自X7R,X5R或更好。 C1必須盡可能靠近IO1電源焊盤放置。
L1電感的最佳范圍為47-120μH。較低的電感更適合于較高的電流,較高的電感更適合于較低的電流,其中消除了開關延遲。小心放置元件應遵循設計規則,以獲得最低的開關環路并最大限度地降低EMI。電感繞組的起點也應連接到開關節點(IO1的SW焊盤)。
D1選擇在最高工作溫度和低trr下保持低飽和電流。 D1正向電壓通過較低的V f 影響調節效率,從而提高效率和降低散熱。與I LED相比,建議使用?30%的最大正向二極管電流余量。對于這種設計,D1是SS16 1A,60V肖特基整流器。
C2抑制輸出電流紋波,其較高的容量導致較低的紋波和較低的PWM頻率。必須注意的是,C2的值會影響最大PWM頻率。
該設計利用了與驅動器IC集成的過溫關斷保護。一旦芯片溫度達到150°C,驅動器就會被禁用,直到溫度降至115°C以下。這種保護有助于防止模塊PCB過熱。驅動器模塊可以通過雙面導熱膠帶連接到外部散熱器,以提高散熱性能。也可以通過EMI濾波和反極性保護(例如P-MOS開關)來擴展驅動器模塊,但這取決于具體應用。測試的驅動器模塊安裝在16x16 mm雙面,1 mm厚的FR4 PCB上。
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