Microsoft Word - AN212_BCR320U_Light_Strip_App_Note_Chinese

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绚袁
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1 BCR320U A pplication Note AN212 Revision: 1.0 Date: RF and Protection Devices

2 Edition Published by Infineon Technologies AG Munich, Germany 2010 Infineon Technologies AG All Rights Reserved. Legal Disclaimer The information given in this document shall in no event be regarded as a guarantee of conditions or characteristics. With respect to any examples or hints given herein, any typical values stated herein and/or any information regarding the application of the device, Infineon Technologies hereby disclaims any and all warranties and liabilities of any kind, including without limitation, warranties of non-infringement of intellectual property rights of any third party. Information For further information on technology, delivery terms and conditions and prices, please contact the nearest Infineon Technologies Office ( Warnings Due to technical requirements, components may contain dangerous substances. For information on the types in question, please contact the nearest Infineon Technologies Office. Infineon Technologies components may be used in life-support devices or systems only with the express written approval of Infineon Technologies, if a failure of such components can reasonably be expected to cause the failure of that life-support device or system or to affect the safety or effectiveness of that device or system. Life support devices or systems are intended to be implanted in the human body or to support and/or maintain and sustain and/or protect human life. If they fail, it is reasonable to assume that the health of the user or other persons may be endangered.

3 Revision History: Previous Revision: Previous_Revision_Number Page Subjects (major changes since last revision), / 19

4 目录 1. 简介特征简介 LED 名单 Demo board 介绍测量结果的探讨电流消耗与供电电压负温度系数应用提示电阻值决定不同的 LED 电流使用 BCR320U 于更高的电压并联 BCR320U 以驱动 1W 的 LED 使用微控制器及多颗 BCR321U 进行调光作为 RGB 应用肖特基二极管 BAS3007A RPP 参考资料.. 16, / 19

封装汽车合格根据 AEC Q101 Figure 1 引脚配置 1.2 简介 BCR320U/BCR321U 是为驱动 0.

5 1 Introduction 1.1 特征接上外部电阻可连续输出电流高达 250mA 输入电压高达 24V 脉宽调制输入频率高达 10kHz (BCR321U) 小型 SC74 封装可高达 1W 的功耗负温度系数在较高温度下降低输出电流驱动器易于并联来达到增加电流的目的无铅 ( 符合 RoHS) 封装汽车合格根据 AEC Q101 Figure 1 引脚配置 1.2 简介 BCR320U/BCR321U 是为驱动 0.5W 的 LED 而设计, 提供低成本解决方案, 驱动电流介于 150mA 及 200mA 内部击穿电压为 16V, 这是 LED 驱动器直接连接到电源可维持的最大电压 BCR320U/BCR321U 可以操作在电源电压为 16V 或更高, 因为 LED 负载降低了电源电压在驱动器的最大输出电压 EN 引脚 (BCR320) 能承受最高的电压为 25V, 也可以在驱动器前串联更多的 LED, 造成在 LED 上更多的电压降, 减少在 EN 引脚的电压使之低于 25V 通过数码输入引脚 (BCR321U), 微控制器可输出高达 10kHz 的调光频率基于 LED 驱动器的负温度系数 - 0.2%/K, 在较高的温度下输出电流会被降低, / 19

6 由于没有额外的外部元件, 如电感, 电容和续流二极管的需求,BCR320U/BCR321U 是一个为驱动 0.5 瓦 LED 并且具有成本效益和电路板面积节省的解决方案 BCR320U/BCR321U 涵盖了从 150mA 至 250mA 的范围对应用于低电流范围, 建议使用 BCR420U/BCR421U 它涵盖了从 70mA 至 150mA 的范围, / 19

7 2 LED 名单 BCR320U/BCR321U 是为驱动 0.5W LED 而设计在市场上有许多 0.5 瓦的 LED, 列表 1 列出一些可被 BCR320U/BCR321U 驱动的 LED Table 1 LED 名单 LED 制造商类型零件编号 OSRAM OSLON SX LUW CN5M LUW CN7M Advanced Power TOPLED Plus LUW G5GP CREE XLAMP MPL-EasyWhite SEOUL P9 Series W92050C AVAGO PLCC-4 LEDs Super 0.5W Series ASMT-QWBC-NHJ0E EVERLIGHT High Power LED 0.5W EHP-A21/GT31H-PU5/TR Luminosity White Color LED /T2C-PX2Y2/2T 3 Demo board 介绍本应用指南主要描述了 BCR320U/BCR321U 在灯条中的应用和一些应用的提示一个由 6 颗 0.5W ADVANCED POWER TOPLED PLUS LED 组成的光条在 BCR320U 的驱动下有着 150mA 的恒电流通过选择外部电阻值, LED 的电流可调整到最高 250mA 该灯条系统接线图如图 2 所示点亮 6 个串联欧司朗 (OSRAM) 灯条所需电压为 +24V, 电流约 150mA 接插件 1(J1) 引脚 1,2 是正电源和引脚 4,5 是负电源使用反向极性保护二极管 BAS3007A-RPP, 该电源极性也可以相反而不损坏驱动器和 LED 对于接插件 2(J2) 引脚 2 是连接 BCR320U 的 EN 引脚, 可接上电源取得 100% 的工作周期该设计还包括了 4 颗肖特基二极管的空间增加灵活性, / 19

8 Figure 2 灯条系统接线图电路布线设计如图 3 所示有 2 层铜片厚度为 70um LED 焊接在面积较大的铜片, 有利于散热尽可能放置大量的对穿孔, 有利于热传导至底层的铜片从 LED 的规范, 当 LED 处于 150mA 正向电流时, 它必须保持低于 85 C 的焊接点温度 OSRAM 灯条的照片如图 4 所示 Figure 3 使用 BCR320U 的 OSRAM 灯条电路布线设计, / 19

9 Figure 4 使用 BCR320U 的 OSRAM 灯条照片, / 19

10 4 测量结果的探讨 4.1 电流消耗与供电电压 BCR320U 的主要优点是在一定的供电电压范围内可以提供恒电流使用英飞凌的 LED 线性驱动器系列和使用限流电阻驱动 LED 的主要不同点可参考应用指南 [1] 测试在常温下进行, 然后在不同的供电电压下记录下总电流的消耗图 5 中的图表表示 LED 电流在电压范围 22V ~ 25V 是稳定的同时显示电流在电压范围 20V ~ 22V 时, 这是因为 NPN 晶体管的电压开销不够从产品规格中, 最小的电压开销为 1.4V 如果电源电压不足以提供电压开销及 LED 正向电压,LED 电流将会减少表 2 列出 LED 正向电压及 NPN 晶体管的电压开销的测量结果 Figure 5 LED 电流 vs 供电电压 Table 2 LED 正向电压及 NPN 晶体管的电压开销的测量结果供电电压 (V) LED 正向电压 (V) 电压开销 (V) , / 19

11 4.2 负温度系数对于 LED 驱动器, 负温度系数是很重要的, 因为在高温时有必要减少 LED 电流以防止热失控在本章节中,LED 的电流在不同温度下进行测量和负温度系数可以被计算出来测试过程 : 1. 灯条放置在烤箱中 2. 设置温度从 -20 C 升至 85 C 电压设置于 24V 3. 在温度为 -20 C,0 C,20 C,40 C,60 C,80 C 及 85 C 时, 测量供应电流图 6 所示为 BCR320U 驱动器的负温度系数当温度上升时,LED 电流略为减少计算电流改变的百分比 : 当 -20 C 时,Icc = 144.9mA; 当 25 C 时,Icc = 139.7mA; 当 85 C 时,Icc = 131.8mA 所以电流改变的百分比为 ( 以 25 C 为基准 ): (144.9mA 131.8mA) / 139.7mA x 100% = 9.38% 计算负温度系数 (NTC): (131.8mA 144.9mA) / (85 C (-20 C)) = mA / C Figure 6 BCR320U 驱动器的负温度系数, / 19

12 5 应用提示 5.1 电阻值决定不同的 LED 电流 BCR320U 是一个线性驱动器可驱动电流从 10mA 高达 250mA 电流可通过 Rext 引脚的外部电阻来调整输出电流和外部电阻值的关系如图 7 所示 Figure 7 输出电流和外部电阻值的关系, / 19

13 5.2 使用 BCR320U 于更高的电压对于某些 LED 应用, 供电电压可能比 BCR320U 的 EN 引脚的最大额定电压更大 (EN 引脚的最大额定电压为 +25V) 虽然 12V 和 24V 最常用电压,BCR320U 甚至可以用于 48V 的应用本章节中我们会描述如何在这种情况下使用 BCR320U 图 8 所示为 BCR320U 在更高的供电电压使用下的系统接线图, 例如 :+48V 一个外部电阻被置放于电源及 EN 引脚之间从产品规格中,EN 引脚及 NPN 晶体管的基极之间的内部电阻值为 10 kω 假定在 NPN 晶体管的基极的两个二极管电压约为 1.6V 时, 可以计算外部电阻值 : (Vs 25V) / Rext = (25V 1.6V) / 10KΩ 当 Vs = +48V 时 ;Rext = 9.83KΩ 为了确认 EN 引脚的电压不超过最大额定电压, 应该使用大于 10kΩ 的电阻另一点必须考虑的是 OUT 引脚的最大电压对于 BCR320U,OUT 引脚的最大额定电压为 16V 串联的 LED 可以确保 OUT 引脚不会超过 16V 从 OSRAM Advanced Power TOPLED Plus 的产品规格中, 一颗 LED 的最小正向电压为 2.8V 因此, 可计算此应用所需的最少的 LED: LED 最少为 = (48V 16V) / 2.8V = 根据计算, 至少需要有 12 颗串联的 LED, 以确保驱动器在安全操作区域范围内除此之外, 还必须考虑最坏的情况就是当所有的 LED 有着最大的正向电压 3.8V 从 BCR320U 的规格中, 最低的 NPN 晶体管的电压开销为 1.4V 所以,48V 12 x 3.8V = 2.4V, 这超过了 NPN 晶体管的最低电压开销所以, 可以确保即使在最坏的情况之下, 所有的 LED 还是亮着的, / 19

14 Figure 8 使用 BCR320U 于更高电压的电路图 5.3 并联 BCR320U 以驱动 1W 的 LED 对一些应用需要驱动 1W 或更多的 LED, 只使用一颗 BCR320U 是不足够的, 因为它的驱动能力只高达 250mA 为了驱动 1W 的 LED, 可并联 BCR320U 来达到高于 250mA 的电流例如, 选择 4Ω 的外部电阻, 每一颗 BCR320U 的驱动电流大约为 170mA 并联两颗就可达到大约 340mA 的恒电流来驱动 1W 的 LED, / 19

15 Figure 9 为驱动高电流并联两颗 BCR320U 的电路图 5.4 使用微控制器及多颗 BCR321U 进行调光作为 RGB 应用本章节中我们将会讨论使用 BCR321U 的 RGB 照明应用 BCR320U 及 BCR321U 主要不同点是 EN 引脚的内部电阻值及 EN 引脚的最大额定电压对于 BCR321U,EN 引脚的最大额定电压为 4.5V; 对于 BCR320U,EN 引, / 19

16 脚的最大额定电压为 25V 在 RGB 照明应用, 通过拥有三个脉宽调制的微控制器来控制 BCR321U, 红, 蓝及绿 LED 的光强度可作相应的调整 Figure 10 使用 BCR321U 驱动器的 RGB 照明应用要计算最大的脉宽调制频率, 有必要知道 BCR321U 的上升时间和下降时间 Figure 11 BCR321U 的上升时间及下降时间从测试结果中 :, / 19

17 TTon TToff = 332 ns 最大值 = 16.8 ns 最大值 = 400 ns = 20 ns (T on / T off ) x 100 = t duty T = T on + T off = TTon + T on /t duty = T on (1+100/t duty ) F PWM = 1/T 根据 1% 工作周期的最大频率 : F PWMmax = 1 / 400ns ( / 1) = khz 脉宽调制调光的例子 : Vs = +24V I LED = 142.1mA F PWM = 5 khz Table 3 调光范围 300:1 t duty (%) I LED (ma) , / 19

18 6 肖特基二极管 BAS3007A-RPP 本文中用于反向极性保护二极管的主要特点 : 反向电压 :30V 正向电流 :0.9A 四个小型的二极管阵列用于极性独立, 反极性保护和低通整流桥非常低正向电压 :0.5V 0.7A ( 每二极管 ) 快速切换无铅 ( 符合 RoHS) 封装合格根据 AEC Q101 非常小的 SOT143 封装及低成本 Figure 12 引脚配置 7 参考资料 [1] Application Note 066, BCR402R: Light Emitting Diode (LED) Driver IC Provides Constant LED Current Independent of Supply Voltage Variation Infineon Technologies AG, Silicon Discretes Group., / 19

19 Published by Infineon Technologies AG AN212

AN216: RGB Wall Washer Using ILD4035, Chinese

AN216: RGB Wall Washer Using ILD4035, Chinese ILD4035 Revision: 1.0 Date: RF and Protection Devices Edition Published by Infineon Technologies AG 81726 Munich, Germany 2010 Infineon Technologies AG All Rights Reserved. Legal Disclaimer The information