串联LED驱动IC的电感电流选择.docVIP

SUBJECT:串联LED驱动IC的电感电流选择 AUTHOR: XIE XIONGCAI，LI MENGXIANG EMAIL: trulyrd@truly.cn Date: May31,2007 LED DRIVER 中内置的POWER MOSFET最大开关额定电流Isw(switch current limit一般为300mA,实际参考规格书); 这个参数决定了LED DRIVER的最大电流输出能力. 确定电感的额定电流时,为保证可靠性和防止电路纹波等情况,一般按照实际通过电感中的电流IL的两倍(最小1.2倍)来选择; 实际使用时要使用电流探头测试实际的电流峰值大小保证峰值小于电感的额定电流(饱和电流). 实际通过电感的电流IL应该小于这个电流Isw; LED dirver输出功率为Pout=Vout*Iout,输入功率为Vin*Iin; LED DRIVER驱动效率η=Pout/Pin=Vout*Iout/Vin*Iin; IL=Iin=Pout/e/VIN; 详细计算: 对于回路1(红色部分,MOSFET打开时)L*Δi/Δt=Vin?; 对于回路2(绿色部分,MOSFET关闭时)Vin+ L*Δi/Δt’=Vout?;(电感总是阻碍电流变化的方向,在二极管正极形成高的正电压对电容C2充电)?; Δt=T*D, Δt’=T*(1-D),D为占空比,T为周期时间. f=1/T(这个是LED DRIVER中的MOSFET的开关频率,一般为1.2MHz) 由上面两个公式可以计算出 L=(Vin*T*D)/ Δi?=(Vin*D)/(f*Δi)?; D=(Vout-Vin)/Vout?;Δi为IC设计工程师的经验值一般取0.3*Iin这样就可以计算除电感值?; 对于电感上电流的峰值也可以通过计算得出.最终的电流可以使用电流探头实测最少预留20%左右的余量. 例1: LED DRIVE A8430,BL 5个LED串联,并4路. 共20LEDs. 按照每个灯20mA计算,电压为16V,实际的功率为. 15mA/路*4路*16V=960mW; 输入LED DRIVER电压VIN=5.0V; 当效率为80%时: Iin=IL=960mW/80%/5V=240mAIsw=300mA; 我们选用的电感的额定电流应该为: 2*IL=2*Iin=2*240mA=480mA; 关于温度保护. 一般IC本身消耗1W会上升78摄氏度; IC DATASHEET中会有热阻参数. 一般为125摄氏度. 如SEMTECH SC4506 规格书中的下列参数： Thermal Resistance Junction to Ambient ?JA 33.5°C/W Maximum Junction Temperature TJ 150 °C 例2：如一个背光，用3并*7串，选择SC4506，（推荐的电感值为：1uH----6.8uH）, 首先，计算Iin 条件：Vout=3.3*7=23V Iout=3*15=45mA Vin=5V, 效率为e=80% Iin = Pout/e/VIN=259mA Δi=0.3*Iin=78mA D=(Vout-Vin)/Vout=78.3% f=1Mhz L= (Vin*D)/(f*Δi) = (5*0.783)/(1M*0.078) = 50uH 结论：算出的值50uH比起推荐的值1uH相差还是比较大； 例3，用MPS的驱动 推荐电感是20uH, 背光是3串*7并 首先，计算Iin 条件：Vout=3.3*3=10V Iout=7*20=140mA Vin=5V, 效率为e=80% Iin = Pout/e/VIN=350mA Δi=0.3*Iin=105mA D=(Vout-Vin)/Vout=50% f=1.3Mhz L= (Vin*D)/(f*Δi) = (5*0.5)/(1.3M*0.105) = 18.3uH 结论：算出的值18.3uH比起推荐的值20uH相差接近；