產品描述

AP5176 是一款高效率降壓恒流驅動的高亮度 LED 驅動器，特別適合寬電壓輸入范圍的應用。輸入電壓范圍從 5.5V-36V，并且 AP5176 對輸入電壓具有高的抑制比。

AP5176 采用內置低導通內阻的 MOS 管，簡化了芯片的外圍電路，只需很少的外圍元件就可實現降壓恒流驅動功能，并通過 DIM 引腳實現輝度控制功能。AP5176 采用 ESOP8 封裝，通過一個外接電阻設定輸出電流，高端電流檢測達到±4%的電流精度。AP5176 由于采用滯環控制方式，對負載瞬變具有非常快的響應速度，最高工作頻率可達1MHZ.

特點

◆ 內置溫度保護

◆ 輸出短路保護

◆ 內置 40V/5A 功率 MOS 管

◆ 電流精度±4%

◆ 最高工作頻率 1MHz

◆ 滯環控制：無需補償

◆ 高端電流檢測

◆ 高效率 95%

◆ 內置 5V/2Ma 穩壓器

◆ 輝度控制，最大輝度控制頻率：5KHz

應用領域

◆ MR16 及 LED 燈

◆ 大功率 LED 驅動

◆ 電動車，摩托車燈照明

應用信息

● 工作原理

AP5176 是一款降壓恒流高效率的高亮度 LED 驅動器。芯片內部電路包括電流比較器、高/低端電壓檢測比較器、RS 觸發器、驅動器、功率開關管、過溫保護電路、參考電壓電路 BG 和 LDO 電路等，如內部電路方框圖所示。其中，高/低端電壓檢測比較器、RS 觸發器組成一個遲滯比較器；參考電壓電路提供穩定的比較閾值電平，并且由于采用內部的修正技術，保證了輸出電流的高精度和低溫度漂移，輸出電流精度達到±4%；過溫保護電路在芯片結溫過高（130℃）時自動降低輸出電流，保護芯片和系統，從而使得電路能夠安全地輸出較大電流，提高了可靠性。

典型應用電路所示，AP5176 和電感 L1 、電流采樣電阻 RCS形成一個自振蕩的連續電感電流模式的降壓型恒流 LED 控制電路。當 VIN上電時，電感 L1和電阻 R CSR的初始電流為零，LED 的輸出電流也為零。這時候，RS 觸發器的輸出為高電平，內部功率開關管導通，電流從 VIN 通過電阻 RCS 、LED 燈、電感 L1和內部功率開關管流到地，電流上升的斜率由 VIN 、電感 L1和 LED 上的壓降決定，電流在 RCS上產生一個電壓差(VIN -VCSN )， 當(VIN -VCSN ) 大于 0.22V 時，RS 觸發器的輸出變為低電平，內部功率開關管關斷，電流以不同的斜率流過電流采樣電阻 R CS 、LED 燈、電感 L1和肖特基二極管 DFW ，當(VIN-VCSN )小于 0.18V 時，功率開關管重新打開。

● 關斷模式

AP5176 可以通過在芯片 DIM 管腳接入 0.6V 以下的電壓，實現系統關斷，使 LED 電流降為零。

● 輝度控制

DIM 引腳是輝度控制輸入端。DIM 接低電平則關斷 LED 電流，DIM 接高電平則按照一定的占空比正常輸出開關信號控制 LED 電流。如果不需要輝度控制功能則將 DIM 端與LDO 的輸出端 VCC 短接。DIM 引腳采用脈沖寬度調制（PWM）來實現輝度控制功能。PWM 調光是保持正向導通電流不變，通過控制電流導通和關斷的比例，在 0%～100%的范圍調節亮度。比如，要控制 LED 亮度為 90%，則在 PWM 信號的每個周期，電流開通 90%，PWM 調光的頻率范圍可以從 100Hz 到 5KHz，為了避免 LED 燈出現閃爍現象，PWM 調光的頻率必須高于 100Hz。PWM 調光的優勢是 LED 正向導通的電流一直是恒定的，故 LED 的發光色度就不會像模擬調光一樣變化，從而在精確控制 LED 發光亮度的同時，也保證了 LED 發光的色度。

● 欠壓保護模式

當輸入電壓 VIN 低于 V UVLO 時，芯片內部的功率開關管處于關斷狀態，直到輸入電壓高于（V UVLO＋0.5V）時系統才會正常啟動。輸入電壓過低通常會導致較多的功率耗散，降低整個系統的效率，故必須保證輸入輸出電壓之間適當的電壓差。

● 過溫保護

AP5176 內部的過溫保護電路在芯片結溫超過 130°C 時會自動降低輸出電流，以保證芯片和系統穩定可靠的工作；當芯片結溫低于 115°C 時，芯片會自動恢復到正常工作狀態。

● 電阻選擇及輸出電流設置

輸出電流通過連接在 VIN，CSN 之間的電阻 RCS 來設定，輸出電流的計算如公式(1)所示。如果采用精度為 1%的采樣電阻，可以使得 LED 的輸出電流控制在±4%的精度。公式(1)成立的前提是 DIM 端懸空或外加的 DIM 端電壓高于 2.8V，但又必須低于 V CC 。實際上，RRCSR 是設定了 LED 的最大輸出電流，通過 DIM 端的 PWM 信號調光，LED 實際輸出電流能夠調小到任意值。

● 二極管選擇

二極管 D FW 應選擇快速恢復、低正向壓降、低寄生電容、低漏電的肖特基二極管，以保證最大的效率和性能。二極管的電流能力以及耐壓值應保持 30%的余量，以提高可靠性。當溫度高于 85°C 時，需特別注意二極管的反向漏電流，過高的漏電會增加系統的功率耗散。

● 輸入濾波電容

芯片的電源輸入管腳 VIN必須就近接一個低等效串聯電阻（ESR）的 47uF 至 100uF 的濾波電容，ESR 越大，效率損失會越大。該濾波電容要能承受較大的峰值電流，并能使電源的輸入電流平均，減小對輸入電源的沖擊，電容耐壓值應高于最大輸入電壓并保持一定的余量。

● LED 輸出電容選擇

LDO 的輸出端 VCC 需接一個不小于 1uF 的電容。LDO 最大可提供 2mA 的輸出電流。

● PCB 布板注意事項

合理的 PCB 布圖 對于提高系統穩定性以及降低噪聲來說很重要。使用多層的 PCB 板是減小噪聲的一種很有效的辦法。芯片的管腳 VSSM 和 VSSD 應該分別走線，最后都連到 VIN 端的輸入濾波電容 C IN 的接地腳上。VSSM 和 VSSD 引腳需與 PCB 的地連成一片，以保證良好的接地以及散熱，同時芯片底部的散熱金屬片亦需與 PCB 板的銅箔相連以利于散熱。盡量減小電阻 R CS 兩端走線引起的寄生電阻，以保證輸出電流的精度。為了有效減小電流回路的噪聲，輸入旁路電容 C IN 應另行接地，并盡可能靠近芯片的輸入管腳 VIN。電感器請盡量靠近芯片的 VIN 和 LX 管腳，以避免寄生電阻所造成的效率損失。管腳 LX 處在快速開關的節點，所以 PCB 走線應當盡可能的短。

審核編輯?黃昊宇