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LM3407中文资料及应用电路-LED驱动器

电力电子 | 发布时间:2018-09-16 | 人气: | #评论# | 本文关键字:LED,LM3407,MOSFET,PWM,恒流输出浮动降压开关转换器,电路图,LED驱动器
摘要:LM3407是一款可输出恒流以驱动高功率LED的恒流输出浮动降压开关转换器, 这些转换器有数种不同的拓朴形态(结构), 如降压 (降压),升压(升压)和返驰(飞回来)式 适用于车灯、工业以及一般照

LM3407是一款可输出恒流以驱动高功率LED的恒流输出浮动降压开关转换器,这些转换器有数种不同的拓朴形态(结构), 如降压(降压),升压(升压)和返驰(飞回来)式适用于车灯、工业以及一般照明系统。这款芯片内置功率N-MOSFET晶体管,而且可以通过准确度为1%的外置电阻调整输出电压,以便转换器可以根据实际需要为串联的 LED 提供准确而恒定的驱动电流。开关频率可以调整,设定范围介于300kHz与1MHz之间。此外,LM3407还可控制调光输入信号,确保LED的亮度可以通过PWM控制功能加以控制。

为了降低成本和整体方案的复杂度,许多开关式的LED驱动器都采用峰值电感器电流检测作为控制方法,以便为系统维持一个固定的输出电流。但是这种方法有一个很大的限制,就是输出电流会同时受制于电感器的电感值和输入电压。虽然电流调节器可以调节电感器的峰值电流,但这与控制平均的LED电流有很大的分别。此方法不单会降低输出电流的精确度,而且还会导致发光二极管产生色偏。图一为一个开关转换器的电感器电流波形,它利用不同的电感值来侦测峰值电流。 

改善电流调节效果的一个可行方法是增加电感器的电感。但如果电感器的电感较大,便需耗用更多的电路板空间,成本亦会提高。因此,对于精密度高的应用来说,为了要达到成本效益,便需研发出一个可提供精确电流调节,且不会受到电感值和输入变化所影响的方法。 

采用峰值电流检测的开关转换器之电感器电流
 图一 采用峰值电流检测的开关转换器之电感器电流 

脉冲级调制 
为了获得准确的电流来驱动发光二极管,便需采用一个名为脉冲级调制(PLM)解决方案的电流调节方法,此方法有助准确地侦测脉冲宽度调制( PWM )技术降压转换器的平均输出电流。此外,产品生命周期管理方法适合与浮动降压配置(浮动降压配置)一起使用,原因是这种配置的拓朴可容许低边开关和电流感测。 

配合一个浮动降压转换器,输出电流便会等同平均的电感器电流和开关电流的中间斜度(中期坡水平) ,因此只需简单地侦测流经功率开关的电流,便可有效地侦测到平均的输出电流值。图二为电感器的波形和一个浮动降压转换器的开关电流。 

浮动降压转换器的波形

         图二 浮动降压转换器的波形 


具备的PLM的简化的PWM控制电路
                        图三 具备的PLM的简化的PWM控制电路

图三是一个经简化的产品生命周期管理浮动降压转换器之的PWM控制电路。图中, VMSL是VRISNS的中间斜度,而VRISNS则是流经电流检测电阻器RISNS的降压。车辆路径是一个由定制产生的参考脉冲,它具备有一个固定峰值级和一个与脉宽调制输出电压VPWM一样的频率和工作周期。积分器1和积分器2分别负责将脉冲串车辆路径和VRISNS积分。然后,误差放大器将积分输出的差别放大以产生出一个误差信号。 

由于VRISNS和车辆路径问题的工作周期是一样的,因此这过程其实等同将的VREF和VMSL之间的差别放大。至于产生出来的误差讯号之后会经由一个低通滤波器平均化,并且与一个锯齿讯号比较来产生一个脉宽调制控制信号。 

接着,电路中的控制逻辑和MOSFET的驱动器会根据该的PWM控制讯号来驱动浮动降压转换器的开关MOSFET的。当开关启动时,将会产生出一个电流感测讯号,这个信号会反馈到输入以调节启动周期直至VMSL等如的VREF为止,就如图四所示。 

如此一来,便可获得一个真正的平均输出电流控制,因为开关电流的平均值在整个启动周期都被维持着。同时,假如开关频率和工作周期是固定不变的话, VMSL便不会受到电感器电流的变化速率所影响,因此带有相同频率和工作周期的不同电流感测讯号将可产生出一模一样的脉宽调制讯号和输出电流,期间不会受到电感值的左右。 

闭环操作(闭环运行)下的VRISNS和车辆路径波形

   图四 闭环操作(闭环运行)下的VRISNS和车辆路径波形
结语 
美国国家半导体最新推出的LM3407是一款带有的PLM功能的单片式的LED驱动器,它是一个完整的发光二极管驱动方案,能够在三百五十〇毫安的电流下驱动多至7个发光二极管,并且在有效的工作环境下其输出电流的差异仅为±10% 。 

图五为一个LM3407的典型应用电路,至于图六和图七则分别表示出于1MHz的开关频率和室温下时的输出电流曲线,以及其效率与输入电压的关系。正如图中所见, LM3407能够在7.5V至30V的的输入电压范围内为不同数量的发光二极管提供精密的输出电流控制,其精确度和效率分别达±10%和85%。对于那些成为要求高操作稳定性,高驱动准确性和高效率的应用来说,LM3407的精确输出电流和高转换效率,使它成为这些应用的首选。 

LM3407的典型应用电路

     图五 LM3407的典型应用电路
输出电流与输入电压的关系
              图六输出电流与输入电压的关系
效率与输入电压的关系
                  图七效率与输入电压的关系

LM3407应用电路

LM3407应用电路

责任编辑:LM3407应用电路
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