高亮度发光二极管 (LED) 驱动集成电路 概述 : 是一款电流调制集成电路, 恒定输出电流可达 1.5A, 可以用来驱动包括白色发光二极管在内的各类发光二极管 的 LED 端电流通过一个外部的电阻设置, 电流范围为 30mA 到 1.5A 芯片内部集成有功率晶体管, 大大减少了外部元器件的数目 其它功能包括芯片温度调制, 芯片使能输入端等 具有外围元器件少, 使用方便, 可实现多种模式调光, 效率高等优点, 非常适合便携式产品的应用 采用散热能力增强型的 8 管脚 SOP8 封装 特点 : 工作电压范围 :2.8V 到 6V 芯片内部集成有功率晶体管 低压差 :0.35V@1.5A LED 管脚输出电流可达 1.5A 输出电流精度 :±5% 芯片温度调制功能 过流保护功能 工作环境温度范围 :-40 到 85 采用 8 管脚的 SOP8 封装 产品无铅, 满足 rohs 指令要求, 无卤素 应用 : 手电筒 高亮度发光二极管 (LED) 驱动 发光二极管 (LED) 头灯 应急灯及照明灯具 管脚排列图 : ISET 1 8 CE GND 2 7 NC 3 6 LED 4 5 LED www.consonance-elec.com 1 REV 1.1
典型应用电路 : 图 1 典型应用电路 订购信息 : 功能框图 : 器件型号 封装形式 包装 工作环境温度 SOP8 盘装, 每盘 4000 只 -40 到 85 CE Schmitt LED ISET - + 电压基准源 电流镜 GND 图 2 功能框图 www.consonance-elec.com 2 REV 1.1
管脚描述 : 序号. 名称功能描述 1 ISET 2 GND 电源地 3,4 5,6 LED 7 NC 没有连接 8 CE 9 散热片接地 极限参数 LED 电流设置端 LED 电流设置是通过在 ISET 管脚和地之间连接一个电阻 R ISET 实现的, 计算电流的公式如下 : I LED = 1800V/R ISET 其中, I LED 的单位是安培 (A) R ISET 的单位是欧姆 (Ω) 通常情况下, 在 ISET 管脚没有外加电容时, 在此管脚可以接一个阻值最大为 30K 的电阻 电源正极连接端 内部电路的工作电源 为了保证 能够正常工作, 管脚的电压应该在 2.8V 和 6V 之间, 并且要大于 LED 正向导通电压加上 的 管脚与 LED 管脚之间所需要的压降 发光二极管 (LED) 正极连接端 发光二极管的正极连接在此管脚, 负极连接到地,LED 电流从此管脚流出 芯片使能输入端 输入高电平使 处于正常工作状态 ; 输入低电平使 处于禁止工作状态 CE 管脚可以被 TTL 电平或者 CMOS 电平驱动 管脚电压 -0.3V to 6.5V 最大结温...150 工作温度范围...-40 to 85 存储温度...-65 to 150 管芯到管壳热阻.....30 /W 焊接温度...260 超出以上所列的极限参数可能造成器件的永久损坏 以上给出的仅仅是极限范围, 在这样的极限条件下工作, 器件的技术指标将得不到保证, 长期在这种条件下还会影响器件的可靠性 www.consonance-elec.com 3 REV 1.1
电气参数 : (=3.7V, T A =25, 除非另有说明 ) 参数符号测试条件最小典型最大单位 输入电压范围 2.8 6 伏特 工作电流 I 1 R ISET =1.8kΩ,I LED =0A 200 260 320 微安 禁止工作电流 I 2 V CE =0V 1 微安 LED 管脚流出电流 I LED1 R ISET =1.8kΩ 0.95 1 1.05 安培 LED 管脚电流精度 -5 +5 % 过流保护 I OC 1.5 1.9 2.3 安培 LED 管脚电压差 V DROP I LED =100mA 95% 30 I LED =350mA 95% 85 I LED =500mA 95% 120 I LED =900mA 95% 230 I LED =1.2A 95% 310 I LED =1.5A 95% 370 CE 输入低电平 V CEL CE 电压下降 0.6 V CE 输入高电平 V CEH CE 电压上升 2.3 V CE 输入电流 详细描述 : I CEL CE=GND, V IN =6V -1 I CEH CE=VIN=6V 1 是用于驱动高亮度发光二极管 (LED) 的电流调制集成电路, 输出电流由外部电阻设置, 最大输出电流可达 1.5 安培 当 CE 管脚为高电平, 输入电压大于 2.8V, 并且大于 LED 正向导通电压加上所需的压差时, 正常工作, 从 LED 管脚输出恒定电流 当由于环境温度过高, 散热不良或者输入输出压差过大而导致 的结温达到 135 时, 芯片内部的功率管理单元自动降低 LED 管脚的输出电流, 使得芯片的温度不再上升 这个功能可以使用户最大限度的利用芯片的功率处理能力, 不用担心芯片过热而损坏芯片 在温度调制状态, 虽然 LED 电流变小, 但是 LED 仍然有持续电流通过,LED 不会被关断 这是热调制功能同热保护功能的最大不同 还具有过流保护功能, 当 LED 电流达到 1.9A( 典型值 ) 时, 过流保护电路开始工作, 限制 LED 电流继续上升 应用信息 : 设置 LED 管脚的输出电流 用一个连接在 ISET 管脚到地之间的电阻 R ISET 来设置强光状态 LED 管脚的电流, 该电流的计算公式如下 : I LED = 1800V / R ISET 其中, I LED 是流出 LED 管脚的电流, 单位是安培 (A) R ISET 是 ISET 管脚到地之间的电阻值, 单位是欧姆 (Ω) 例如, 如果要使流出 LED 管脚的电流为 1A, 则 : R ISET = 1800V/1A = 1.8kΩ 为了保证良好的稳定性和温度特性,R ISET 建议使用精度为 1% 的金属膜电阻, 功率为 1/10 瓦即可 通常情况下, 在 ISET 管脚没有外加电容时, 在此管脚可以接一个阻值最大为 30K 的电阻 www.consonance-elec.com 4 REV 1.1 毫伏 ua
芯片消耗功率的考虑 所允许的最大功耗由下式所示 : P Dmax =(T J -T A )/θ JA 其中, P Dmax 是 所允许的最大功耗 T J 是 的最大结温, 由于过温保护电路的作用,T J =135 T A 是 工作的环境温度 θ JA 是 所采用的封装的热阻, 在没有散热措施没有空气流动时约为 90 /W; 在有散热措施的情况下,θ JA 会大幅度减小, 所以为了得到最大的 LED 电流, 在设计 PCB 时要充分考虑散热问题 的真实功耗由下式所示 : 其中, P Dact =(-V LED ) I LED P Dact 是 的真实功耗 V LED 是正常工作时 对 LED 管脚的电压 I LED 是设计的流出 LED 管脚的电流 为了使 正常工作,P Dact 必须小于 P Dmax. 多个发光二极管 (LED) 并联 可以实现多个发光二极管的并联, 如图 3 所示的电路 为了使总电流在多个 LED 之间均匀分配, 可以同每个 LED 串联一个小电阻 图 3 驱动并联发光二极管 (LED) 亮度控制有三个方法可以调整 LED 的亮度 : 1. 用芯片使能端 (CE) 在芯片使能端施加 PWM 信号, 当 PWM 信号为高电平时, 正常工作,LED 发光 ; 当 PWM 信号为低电平时, 被禁止工作,LED 也被关断 PWM 信号的频率应该小于 2KHz 2. 用逻辑信号调整发光二极管的亮度, 如图 4 所示如果只需要分几档来调整发光二极管的电流, 可以用逻辑信号来实现, 图 4 示出了分两个档次来调整发光二极管的电流的电路 R ISET1 设置了流经 LED 管脚的最小电流, 当 N 沟道场效应晶体管导通时, www.consonance-elec.com 5 REV 1.1
即逻辑信号为高电平时,R ISET2 同 R ISET1 并联,LED 电流增大 输入电源 8 CE 3 4 LED 5 LED 6 1 ISET 逻辑信号 R ISET 2 NMOS R ISET 1 GND 2 图 4 用逻辑信号调整亮度 3. 用可变电阻调整发光二极管的亮度, 如图 5 所示用一个可变电阻可以连续调整发光二极管的亮度, 如图 5 所示 R ISET1 设置了流经 LED 管脚的最大电流, R ISET2 为可变电阻, 改变 R ISET2 的电阻值就可以连续改变发光二极管的亮度 输入电源 8 CE 3 4 LED 5 LED 6 可调电阻 1 ISET R ISET 2 R ISET 1 GND 2 图 5 用可变电阻调整发光二极管的亮度 www.consonance-elec.com 6 REV 1.1
稳定性通常情况下, 在 ISET 管脚没有外加电容时, 在此管脚可以接一个阻值最大为 30K 的电阻 如果在 ISET 管脚有外接的电容, 则在此管脚允许外接的电阻值会减小 为了保证电流回路的稳定性,ISET 管脚外接电阻, 电容所形成的极点应高于 300KHz 假设 ISET 管脚外接电容 C, 用下面的公式可以计算 ISET 管脚允许外接的最大电阻值 : R ISET < 1/(6.28 3 10 5 C) 为了在 ISET 管脚监测 LED 电流, 或者隔离 ISET 管脚的电容负载, 可以用一个 RC 滤波电路, 如图 6 所示, 这样电流回路的稳定性不受影响 ISET 10K RISET Cfilter 图 6 隔离 ISET 管脚的电容负载 PCB 设计注意事项一个散热性能良好的 PCB 对 LED 电流很关键 集成电路产生的热通过封装的金属引线框管脚散到外面, PCB 上的铜层起着散热片的作用, 所以每个管脚 ( 尤其是 LED 管脚和 GND 管脚 ) 的铜层的面积应尽可能大, 多放些通孔也能提高热处理能力 在系统内除了 以外的热源也会影响 LED 管脚的电流, 在做系统布局时也要给以充分考虑 第 2 管脚 ISET 的电流设置电阻要尽可能靠近, 并且要使第 2 管脚 ISET 的分布电容尽量小 为了能够得到最大的 LED 电流, 要求将 背面裸露的金属板焊接到印刷线路板的地端的铜线上, 以达到最大的散热性能 否则, 芯片的热阻将增大, 导致 LED 电流减小 封装信息 www.consonance-elec.com 7 REV 1.1
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