PT4115 LED恒流驅動器 PT4115的應用說明
LED恒流驅動器 PT4115的引腳圖：
LED恒流驅動器 PT4115的描述：
PT4115 是一款連續電感電流導通模式的降壓恒流源，用於(yu) 驅動一顆或多顆串聯LED。PT4115 輸入電壓範圍從(cong) 8伏到30伏，輸出電流可調，最大可達1.2安培。根據不同的輸入電壓和外部器件，PT4115可以驅動高達數十瓦的LED。PT4115內(nei) 置功率開關(guan) ，采用高端電流采樣設置LED平均電流，並通過DIM引腳可以接受模擬調光和很寬範圍的PWM調光。當DIM的電壓低於(yu) 0.3伏時，功率開關(guan) 關(guan) 斷，PT4115進入極低工作電流的待機狀態。
PT4115采用SOT89-5和ESOP8封裝。
LED恒流驅動器 PT4115的應用：
低壓LED射燈代替鹵素燈
車載LED燈
LED備用燈
LED信號燈
LED恒流驅動器 PT4115的典型應用電路：
LED恒流驅動器 PT4115的應用說明：
通過外部電流采樣電阻RS設定LED平均電流
LED的平均電流由連接在VIN和CSN兩(liang) 端的電阻RS決(jue) 定
上述等式成立的前提是DIM端浮空或外加DIM端電壓高於(yu) 2.5V（但必須低於(yu) 5V）。實際上，RS是設定了LED的最大輸出電流，通過DIM端，LED實際輸出電流能夠調小到任意值。
通過直流電壓實現模擬調光
DIM端可以外加一個直流電壓(VDIM)調小LED輸出電流，最大LED輸出電流由（0.1/RS）設定，如圖所示：
LED 平均輸出電流計算公式：
VDIM在 (2.5V ≤ VDIM ≤5V ) 範圍內LED保持100%電流等於 IOUT=0.1/Rs
通過PWM信號實現調光
LED的最大平均電流由連接在VIN和CSN兩端的電阻RS決定，通過在DIM管腳加入可變占空比的PWM信號可以調小輸出電流以實現調光，計算方法如下所示：
(0≤D≤100%,2.5V＜Vpulse＜5V )
如果高電平小於(yu) 2.5V，則
(0≤D≤100%,0.5V＜Vpulse＜2.5V )
通過PWM調光，LED的輸出電流可以從0%到100%變化。LED的亮度是由PWM信號的占空比決定的。例如PWM信號25%占空比，LED的平均電流為(0.1/RS)的25%。建議設置PWM調光頻率在100Hz以上，以避免人的眼睛可以看到LED的閃爍。PWM調光比模擬調光的優勢在於不改變LED的色度。PT4115調光頻率最高可超過20kHz。
關(guan) 斷模式
通過在DIM端接入0.3V以下的電壓，實現係統關斷，通常情況下，係統的靜態電流保持在95μA以下。
軟啟動模式：
通過在DIM接入一個外部電容，使得啟動時DIM端電壓緩慢上升，這樣LED的電流也緩慢上升，從而實現軟啟動。通常情況下，軟啟動時間和外接電容的關係大約為0.8ms/nF。
LED開路
PT4115具有內在開路保護功能，負載一旦開路，芯片的SW處於懸空狀態，芯片將被設置於安全的低功率模式，因此LED負載開路時LED和芯片都是安全的。負載重新連接後進入正常的工作狀態。
旁路電容
在電源輸入必須就近接一個低等效串聯電阻（ESR）的旁路電容，ESR越大，效率損失會變大。該旁路電容要能承受較大的峰值電流，並能使電源的輸入電流平均，減小對輸入電源的衝擊。直流輸入時，該旁路電容的最小值為4.7uF，在交流輸入或低電壓輸入，旁路電容需要100uF的鉭電容或類似電容。該旁路電容盡可能靠近芯片的輸入管腳。
選取電感
PT4115推薦使用的電感參數範圍為27uH ~ 100uH。電感的飽和電流必須要比輸出電流高30%到50%。LED輸出電流越小，建議采用的電感值越大。在電流能力滿足要求的前提下，希望電感取得大一些，這樣恒流的效果會更好一些。電感器在布板時請盡量靠近VIN和SW，以避免寄生電阻所造成的效率損失。
下表給出電感選擇建儀(yi) ：
以CoilCraft為例，可以選擇以下型號電感：
電感的選型還應注意滿足PT4115應用的最大工作頻率的SPEC範圍。
下列公式可為你的應用提供參考：
SW‘On’時間
SW‘Off’時間
這裏：
L：電感感知(H)
rL：電感寄生阻抗(Ω)
Rs：限流電阻阻值(Ω)
Iavg：LED平均電流(A)
△I：電感紋波電流 峰峰值(A){設置為(wei) 0.3 x Iavg}
VIN：輸入電壓(V)
VLED：總的 LED 導通壓降(V)
RSW：開關(guan) 管導通阻抗(Ω){0.6Ω典型值}
VD：正向導通壓降(V)
選取二極管
為了保證最大的效率以及性能，二極管（D）應選擇快速恢複、低正向壓降、低寄生電容、低漏電的肖特基二極管，電流能力以及耐壓視具體的應用而定，但應保持30%的餘量，有助於穩定可靠的工作。
另外值得注意的一點是應考慮溫度高於85°C時肖特基的反向漏電流。過高的漏電會導致增加係統的功率耗散。AC12V整流二極管（D）一定要選用低壓降的肖特基二極管，以降低自身功率耗散。
降低輸出紋波
如果需要減少輸出電流紋波，一個最有效的方法即在LED的兩端並聯一個電容，連接方式如圖所示：
1uF的電容可以使輸出紋波減少大約1/3。適當的增大輸出電容可以抑製更多的紋波. 需要注意的是輸出電容不會影響係統的工作頻率和效率，但是會影響係統啟動延時以及調光頻率。
低輸入電壓下工作注意事項
係統在輸入電壓低於VUVLO時IC內部的功率開關管處於關斷狀態，直到輸入電壓高於（VUVLO＋500mV）係統才會正常啟動。但是有一種特殊情況即輸入電壓雖然高於（VUVLO＋500mV），但是過於接近輸出電壓，會導致係統長時間工作在高占空比的狀態，特別是低輸入電壓（比如小於10V），功率耗散也會增大。長時間工作的情況下，有可能導致IC過熱保護（過熱保護詳見後續說明）。在實際應用中，適當的保持輸入輸出電壓的壓差是非常必要的。在工作狀態下，輸入電壓降至VUVLO以下時，內部開關管會關閉，係統停止輸出。
需要注意的是輸入電壓過低通常會導致較多的功率耗散，因而會降低整個係統的效率。
散熱注意事項
當係統工作的環境溫度較高時，以及驅動大電流負載時，必須要注意避免係統達到功率極限。下圖列出了 PT4115額定功率與溫度的對應關係。 在實際應用中，要求達到每 25mm2 的 PCB 大約需要 1oz 敷銅的電流密度以有利於散熱。PCB 銅箔與 PT4115 的散熱 PAD 和 GND 的接觸麵積麵積要盡可能大，有利於散熱。
需要注意的是選擇了不恰當的電感，以及開關轉換點存在過大的寄生電容會導致係統效率的降低。當由於器件發熱限製驅動功率時，推薦選用 ESOP8 封裝，因為在同等條件下 ESOP8 封裝具有更好的散熱能力。
負載電流的熱補償(chang)
高亮度 LED 有時需要提供溫度補償(chang) 電流以保證可靠穩定的工作，這些 LED 通常被設計在驅動板之外。PT4115 的內(nei) 部溫度補償(chang) 電路已將輸出電流達到盡可能的穩定。PT4115 還可以通過 DIM 管腳外接熱敏電阻（NTC）或者二極管（負溫度係數）到 LED 附近，檢測 LED 溫度動態調節 LED 電流以保護 LED。隨著溫度升高，DIM 端電壓降低，從(cong) 而降低 LED 輸出電流，實現係統的溫度補償(chang) 。
IC過熱保護(TSD)
PT4115 內(nei) 部設置了過溫保護功能（TSD）,以保證係統穩定可靠的工作。當 IC 芯片溫度超出 160℃，IC 即會(hui) 進入TSD 保護狀態並停止電流輸出，而當溫度低於(yu) 140 時，IC即會(hui) 重新恢複至工作狀態。
PCB布板的注意事項
合理的 PCB 布局 對於最大程度保證係統穩定性以及低噪聲來說很重要。使用多層 PCB 板是避免噪聲幹擾的一種很有效的辦法。為了有效減小電流回路的噪聲，輸入旁路電容應當另行接地。PCB銅箔與PT4115的散熱PAD和 GND的接觸麵積麵積要盡可能大，以利散熱。
SW端
SW 端處在快速開關的節點，所以 PCB 走線應當盡可能的短，另外芯片的 GND 端應保持盡量良好的接地。
電感、電流采樣電阻
布板中要注意的電感應當距離相應管腳盡可能的近一些，否則會影響整個係統的效率。另外一個需要注意的事項是盡量減小 RS 兩端走線引起的寄生電阻，以保證采樣電流的準確。
典型應用電路
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PT4115 LED恒流驅動器 PT4115 降壓恒流源
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