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基于LM3409芯片的LED恒流驱动电路设计

mcu168 来源:头条号电卤药丸 作者:头条号电卤药丸 2022-05-16 16:37 次阅读

本文章基于实践经验,提供严谨可靠的设计原理及思路。

高品质的LED照明采用的是恒流驱动,其中效率最高的是用开关电源芯片做的恒流驱动。效率通常可达90%以上;电路比阻容降压复杂很多,决定了其成本比较高。

LED恒流驱动电路的输入电源必须为直流电,图1和图2提供了两种交流转直流的方法。

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图1:利用变压器+整流得到低压直流

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图2:利用开关电源得到低压直流

本期以LM3409芯片为例讲解LED恒流驱动的设计,在LM3409的数据手册里没有单灯珠的例子;因为产品需要,于是设计出如图3所示的单灯珠(3A/10W)的恒流驱动电路。MOS管采用的是P沟道的。

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图3:基于LM3409的LED恒流驱动电路

图4、图5、图6为完整的计算过程。

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图4

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图5

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图6

图7为实物调试,万用表显示的电流为1.9A。

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图7:实物调试

芯片外围电路的设计离不开图芯片的框图,如图8为LM3409芯片的框图,框图几乎包含了芯片的功能应用,对框图的理解有助于电路的设计。

①芯片的电源接口是VIN,经过线性降压到VCC,该压差给MOS管驱动电路供电,所以VIN、VCC间需要加个电容;

②EN输入内部是一个触发器,高电平有效,所以需要加一个下拉电阻;

UVLO输入内部是一个比较器,UVLO外围电阻分压与参考电压1.24V比较,低于1.24V就关闭PGATE输出;

④CSP和CSN的输入内部是一个运放,检测流过MOS管的电流,所以两端接检流电阻;

⑤IADJ的输入内部提供一个5μA的恒流源,且最高允许1.24V,所以外围电阻的阻值最高1.24V/5μA=248kΩ,取250kΩ。该电阻越大,流过MOS管的电流就越大;

⑥COFF的输入内部是一个振荡器,振荡频率由COFF端的电阻电容充放电时间决定。

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图8:LM3409芯片框图

图9是带铜基板的LED灯珠,铜基板必须安装在散热器上(涂上导热硅脂)。

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图9:3A/10W的LED灯珠

如果是串联多灯珠的应用,请参考LM3409芯片的数据手册,可以实现高流明的LED照明灯。

当然,开关电源方式的LED恒流驱动芯片有很多,但原理都一样,掌握其中一种即可。该类应用的LED照明在性能、质量和安全性上都很突出,但价格比较昂贵。重要的是买LED照明灯的时候不要被忽悠。

简单的辨别方法是打开手机照相功能,并对着灯,如果手机出现屏闪,那么该LED照明灯不是恒流驱动的。

原文标题:LED恒流驱动设计不简单,贵有贵道理的,如何简单辨别真伪?

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审核编辑:汤梓红

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    NCP5623D LED驱动器 三路输出 RGB I2C控制

    3混合模拟电路是三输出LED驱动器,专用于RGB照明或背光LCD显示器。该IC采用工业标准TSSOP-14封装,适用于消费电子应用。 特性 优势 2.7至5.5V输入电压范围 完整操作便携式电池电压范围 完全支持RGB功能 处理标准RGB照明 可编程集成渐变调光 保存MCU软件和引脚 90 mA输出电流能力 能够驱动大显示屏。最重要的是,可以直接连接+ vbat,必要时将LED电流增加到100 mA 提供三个独立的LED驱动器 三重内置PWM可轻松实现每个LED的独立调光 支持完整的I2C协议 使用合法的I2C地址,NCP5623在共享公共I2C总线时可以避免数据冲突。 这是无铅设备 保护环境 每个通道32步恒定电流,32k颜色组合 平滑的颜色变化为人眼 应用 终端产品 多色照明 LCD背光 RGB指标 RGB Fun Lighting 手机 MP3, PMP,DSC和其他便携式消费者设计 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 04-18 21:13 296次 阅读
    NCP5623D LED驱动器 三路输出 RGB I2C控制

    NCP5623B LED驱动器 三路输出 RGB I2C控制

    3B混合模拟电路是三输出LED驱动器,专用于RGB照明或背光LCD显示器。内置DC-DC转换器基于高效电荷泵结构,工作模式为1x和2x。它提供94%的峰值效率。小巧的封装使该器件适用于房间有限的便携式应用。 特性 优势 2.7至5.5 V输入电压范围 在整个锂离子电池电压范围内工作。 RGB功能完全支持 支持多种照明功能。 可编程集成渐变调光 嵌入式数字功能保存I / O和MCU级别的额外软件 90 mA输出电流能力 驱动任何RGB LED。 94%峰值效率 高效率可节省电池寿命。 已建成-in短路保护 保护系统免受输出电流接地短路。 提供三个独立的LED驱动器 使用简单的软件命令轻松实现轻量组合。 支持完整的I2C协议 注册的I2C地址避免了在总线系统中运行时的冲突。 嵌入式OVP /开放负载保护 预防系统在空载状态下运行时电路损坏。 应用 终端产品 多色灯饰 便携式背光 数码手机相机照片闪光灯 LCD和键盘同时驱动 手机 汽车收音机 移动MP3播放器 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 04-18 21:12 314次 阅读
    NCP5623B LED驱动器 三路输出 RGB I2C控制

    NCP5623C LED驱动器 I2C控制RGB 三路输出

    3C混合模拟电路是三路输出LED驱动器,专用于RGB照明或背光LCD显示器。内置DC-DC转换器基于高效电荷泵结构,工作模式为1x和2x。它提供了94%的峰值效率。小巧的封装使该器件适用于房间有限的便携式应用。 特性 优势 2.7至5.5 V输入电压范围 支持任何锂离子电池供电系统 RGB功能完全支持 处理宽色显示 可编程集成逐渐调光 最大限度地减少CPU软件工作量 90 mA输出电流能力 支持非常明亮的LCD背光 94%峰值效率 减少电池电流消耗 内置短路保护 无风险支持输出短路 提供三个独立的LED驱动器 生成广泛的配色方案 支持完整的I 2 C协议 提供简单的面向数据总线的操作 嵌入式OVP和开放式负载保护 支持无负载的开放状态 应用 终端产品 多色照明 便携式背光 相机闪光灯 LCD和键盘同时驱动 手机 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 04-18 21:12 358次 阅读
    NCP5623C LED驱动器 I2C控制RGB 三路输出

    NCP5603 白光LED驱动器 高效率 电荷泵转换器

    3是一款专用于中等功率白光LED应用的集成电路。电源转换是通过电荷泵结构实现的,使用两个外部陶瓷电容器,使系统极小。该器件通过低电池电压源为负载提供恒定电压。它特别适用于低成本,低功耗应用中的高效LED,具有较长的电池寿命。 特性 宽电池供电电压范围:2.7
    发表于 04-18 21:11 202次 阅读
    NCP5603 白光LED驱动器 高效率 电荷泵转换器

    HBL5006 LED电子分流器

    6系列是电子分流器,在LED进入开路状态时提供电流旁路。当受到瞬态和喘振条件时,LED本质上非常脆弱。还有许多情况必须保持LED照明的高可靠性,例如前灯,灯塔,桥梁,飞机,跑道等。在这些情况下,分流装置的低成本添加将充分保证如果一个LED失效打开,整串LED将不会熄灭。分流装置也适用于需要电路连续性的其他负载。这些器件设计用于30至500 mA的电流。 特性 双向设备 如果LED自行恢复或被替换,则自动重新安装 导通电压通常为1.1 V 关断状态电流小于1.0μA 需要UniqueSite和控制变更要求的汽车和其他应用的SZ前缀; AEC-Q101合格且PPAP能力 这些器件无铅且符合RoHS标准 应用 预防性维护不切实际的LED 汽车LED大灯 汽车LED应用 具有高可靠性要求的LED 开路条件下的撬棍保护 敏感电路的过压保护 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 04-18 20:48 188次 阅读

    HBL1015 LED分流器

    5 / 25系列是电子分流器,在LED进入开路状态时提供电流旁路。当受到瞬态和浪涌条件时,LED是非常脆弱的。在许多情况下,LED照明的高可靠性必须保持,例如在前灯,灯塔,桥梁,飞机,跑道等中。在这些情况下,HBL设备的低成本添加将充分保证如果一个LED失效打开,整个LED串将会熄灭。 HBL器件也适用于需要电路连续性的其他负载。这些设备可以使用140至500 mA的电流。 特性 双向设备 如果LED自行恢复或已更换,则自动重置 导通电压通常为1.8 V 关断状态电流小于0.5μA 这些是无铅设备 应用 预防性维护不切实际的LED LED大灯 具有高可靠性要求的LED 开路条件下的撬棒保护 敏感电路的过压保护 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 04-18 20:48 122次 阅读

    HBL1025 LED分流器

    信息 HBL1015 / 25系列是电子分流器,在LED进入开路状态时提供电流旁路。当经受瞬态和浪涌条件时,LED非常脆弱。在许多情况下,必须保持LED照明的高可靠性,例如前灯,灯塔,桥梁,飞机,跑道等。在这些情况下,HBL设备的低成本添加将充分保证如果一个LED失效打开,整个LED串将会熄灭。 HBL器件也适用于需要电路连续性的其他负载。设备可以使用140至500 mA的电流。 双向设备 如果LED自身恢复或更换,则自动重置 ON状态电压通常1.8 V 关断状态电流小于0.5μA 这些是无铅器件...
    发表于 04-18 20:48 165次 阅读

    LC75805PE LCD驱动器,1/1至1/4负载,带LED驱动器,通用

    信息 LC75805PE是1/1至1/4占空比的通用LCD显示驱动器,LED驱动器通过控制器控制用于仪表板显示。此外,LC75805PE能够直接驱动多达48个LED和最多140个段的LCD,并具有内置的7ch PWM功能,用于LED的亮度调节。此外,由于内置振荡器电路,可以减少外部电阻和电容振荡。 静态驱动开关,1/2负载驱动,1/3负载驱动和1/4负载驱动器可通过串行数据控制。 静态驱动器(1/1负载驱动器):最多可驱动38段。 1/2负载驱动器:能够驱动 1/3 Duty Drive:最多可驱动108段。 1/4 Duty Drive:最多可驱动140段。 通用和段输出波形的帧频可以通过串行数据控制。 打开/关闭LED可以通过串行数据控制。 (最多可驱动48个LED) 内置7ch PWM功能,用于LED的亮度调节。 (128步的分辨率) LED驱动器输出波形的帧频可以通过串行数据控制。 串行数据输入支持与系统控制器的“计算机控制总线”格式通信。 (支持5 V操作) 备份功能和通过省电模式强制关闭所有段可由串行数据控制。 内部振荡器操作模式和外部开关时钟操作模式可以通过串行数据控制。 通用性很高,因为显示数据直接显示而无需解码器电路的干预。 INH引脚允许强制显示 内置振荡器...
    发表于 04-18 20:26 299次 阅读

    LM3644 双 1.5A 电流源相机闪光灯 LED 驱动器

    信息描述 LM3644 是一款双 LED 闪存驱动器,能够以较小的解决方案尺寸提供高度可调节性。LM3644 采用 2MHz 或 4MHz 固定频率同步升压转换器为 1.5A 恒流 LED 源供电。 两个 128 级电流源可灵活调整 LED1 与 LED2 之间的电流比,。自适应调节方法可确保电流源保持可调节状态,并且最大限度地提升效率。 LM3643 LM3644 的功能由兼容 I2C 的接口控制。这些 功能 包括:硬件闪光灯和硬件手电筒引脚(STROBE 和 TORCH/TEMP)、TX 中断和负温度系数 (NTC) 热敏电阻监视器。器件在每个输出引脚均提供了可独立编程的电流,以便在闪存模式或录像(手电筒)模式条件下驱动 LED。该器件的开关频率选项为 2MHz 或 4MHz,具备过压保护 (OVP) 和可调节限流功能,因此可采用微型超薄电感和 10μF 陶瓷电容。该器件的工作环境温度范围为 -40°C 至 +85°C。特性 两个可独立编程的 1.5A LED 电流源 准确的可编程 LED 电流范围为 1.4mA 到 1.5A 手电筒电流最高可达 360mA (LM3644TT) 闪光灯超时值最长可达 1.6 秒 (LM3644TT) 优化了低电池电量条件下的闪存 LED 电流(输入电压闪存监控器 (IVFM)) 手...
    发表于 04-18 20:25 407次 阅读

    LM36010 LM36010同步升压LED闪光灯驱动器

    信息描述The LM36010 is an ultra-small LED flash driver that provides a high level ofadjustability. With a total solution size of 7 mm2, it can produce up to1.5 A of LED flash current or up to 376 mA of torch current.The device utilizes a 2-MHz or 4-MHz fixed-frequency,synchronous boost converter to power the 1.5-A constant current LED source. An adaptive regulationmethod ensures the current source remains in regulation and maximizes efficiency as it controls thecurrent from 11 mA up to 1.5 A in flash mode or from 2.4 mA up to 376 mA in torch mode.Features of the LM36010 are controlled via an I2C-compatibleinterface. These features include: hardware flash (STROBE) and 128 programmable currents for bothflash and movie mode (torch). The 2-MHz or 4-MHz switching frequency, overvoltage protection (OVP),and adjustable current limit allow for the use of tiny, low-profile inductors and ceramiccapacitors. The device operates over a –40°C to ...
    发表于 04-18 20:25 338次 阅读

    LM36011 LM36011同步升压LED闪光灯驱动器

    信息描述LM36011 是一款超小型 LED 闪光灯驱动器,具有高度可调节性。总解决方案尺寸为 4mm2,可提供高达 1.5A 的 LED 闪光灯电流或高达 376mA 的手电筒电流。以上所有的操作均可通过精确的可编程电流源来完成,无需预调节电压,从而减小解决方案尺寸并节省成本。 LM36011 的功能由与 I2C 兼容的接口控制。这些 特性 包括:硬件闪光灯 (STROBE)、闪光灯超时、UVLO、热比例缩减、LED 故障检测以及适用于闪光灯和影片模式(手电筒)的 128 级可编程电流。该器件可在 -40°C 至 +85°C 的环境温度范围下工作。特性精确且可编程 LED 电流闪光灯/IR 电流范围:11mA 至 1.5A(128 个级别) 手电筒电流范围:2.4mA 至 376mA(128 个级别) 闪光灯超时时间长达 1.6 秒优化了低电池电量条件下的闪光灯 LED 电流 (IVFM) LED 阴极对地短路运行以提高热管理 较小的总体解决方案尺寸:< 4mm2 硬件闪光灯使能 (STROBE)输入电压范围:2.5V 至 5.5V400kHz I2C 兼容接口I2C 地址 = 0x64All trademarks are the property of their respective owners....
    发表于 04-18 20:24 423次 阅读

    LM3648 LM3648 具有 1.5A 高侧电流源的同步升压 LED 闪存驱动器

    信息描述 LM3648 是一款 LED 闪光灯驱动器,其采用小型解决方案尺寸,并且具备更强的适应能力。 LM3648 采用 2MHz 或 4MHz 固定频率的同步升压转换器为 1.5A LED 恒流源供电。 自适应调节方法确保电流源保持可调节状态,并且最大限度地提高效率。 LM3648 的功能通过 I2C 兼容接口进行控制。 其功能包括:硬件闪光灯和硬件手电筒引脚(STROBE 和 TORCH/TEMP)、TX 中断以及 NTC 热敏电阻监视器。 该器件在闪光灯模式下可提供 64 种电流,在摄像模式(手电筒)下可提供 128 种电流。而且还提供有 2MHz 或 4MHz 开关频率选项、过压保护 (OVP) 功能以及可调限流功能,允许使用微型、超薄的电感器和 (10μF) 陶瓷电容。 该器件的工作环境温度范围为 -40°C 至 85°C。特性 1.5A LED 电流源可编程性 精确的可编程 LED 电流范围为 1.954mA 至 1.5A 优化了低电池电压条件下的闪存 LED 电流(输入电压闪存监控器 (IVFM)) 在火炬模式 (@ 100mA) 和闪存模式(@1A 至 1.5A)下效率超过 85% 支持阴极接地 LED 操作,改进了热管理 小型解决方案尺寸:< 16mm2 硬件选通使能 (STROBE)射频功率放大器脉冲事...
    发表于 04-18 20:24 358次 阅读

    TLC59582 48 通道、16 位 ES-PWM LED 驱动器,具有预充电 FET、LOD Caterpillar 和

    信息描述The TLC59581/82are 48-channel constant-current sink drivers. Each channel has an individually-adjustable, 65536-step, pulse width modulation (PWM) grayscale (GS) brightness control.The TLC59581 can support 32-multiplexing while TLC59582 can support 16-multiplexing.The output channels are divided into three groups. Each group has a 512-step color brightness control (CC). CC adjusts brightness control between colors. The maximum current value of all 48 channels can be set by 8-step global brightness control (BC). BC adjusts brightness deviation between LED drivers. GS, CC and BC data are accessible through a serial interface port.See application note Build High Density, High Refresh Rate, Multiplexing LED Panel with TLC59581, SLVA744. The TLC59581/82 device has one error flag: the LED open detection (LOD), which can be read through a serial interface port. To resolve this caterpillar issue caused by an open L...
    发表于 04-18 20:09 580次 阅读

    TLC5958 具有 48k 位存储器的 48 通道、16 位 PWM LED 驱动器

    信息描述TLC5958 是一款 48 通道恒流灌电流驱动器,适用于占空比为 1 至 32 的多路复用系统。 每个通道都具有单独可调的 65536 步长脉宽调制 (PWM) 灰度 (GS)。采用 48K 位显示存储器以提升视觉刷新率,同时降低 GS 数据写入频率。输出通道分为三组,每组含 16 个通道。 各组都具有 512 步长颜色亮度控制 (CC) 功能。 全部 48 通道的最大电流值可通过 8 步长全局亮度控制 (BC) 功能设置。 CC 和 BC 可用于调节 LED 驱动器之间的亮度偏差。 可通过一个串行接口端口访问 GS、CC 和 BC 数据。如需应用手册:,请通过电子邮件发送请求。TLC5958 有一个错误标志:LED 开路检测 (LOD),可通过串行接口端口读取。 TLC5958 还具有节电模式,可在全部输出关闭后将总流耗设为 0.8mA(典型值)。特性 48 通道恒流灌电流输出具有最大亮度控制 (BC)/最大颜色亮度控制 (CC) 数据的灌电流: 5VCC 时为 25mA 3.3VCC 时为 20mA 全局亮度控制 (BC):3 位(8 步长) 每个颜色组的颜色亮度控制 (CC):9 位(512 步长),三组使用多路复用增强型光谱 (ES) PWM 进行灰度 (GS) 控制:16 位 支持 32 路多路复用的 48K 位灰度数据...
    发表于 04-18 20:08 1625次 阅读

    TLC59116 16 通道 Fm+ I2C 总线恒流下沉式 LED 驱动器

    信息描述The TLC59116 is an I2C bus controlled 16-channel LED driver that is optimized for red/green/blue/amber (RGBA) color mixing and backlight application. Each LED output has its own 8-bit resolution (256 steps) fixed-frequency individual PWM controller that operates at 97 kHz, with a duty cycle that is adjustable from 0% to 99.6%. The individual PWM controller allows each LED to be set to a specific brightness value. An additional 8-bit resolution (256 steps) group PWM controller has both a fixed frequency of 190 Hz and an adjustable frequency between 24 Hz to once every 10.73 seconds, with a duty cycle that is adjustable from 0% to 99.6%. The group PWM controller dims or blinks all LEDs with the same value. Each LED output can be off, on (no PWM control), or set at its individual PWM controller value at both individual and group PWM controller values. The TLC59116 operates with a supply voltage range of 3 V to 5....
    发表于 04-18 20:08 458次 阅读

    TLC59581 48 通道、16 位 ES-PWM LED 驱动器,具有预充电 FET、LOD Caterpillar 和

    信息描述 TLC59581 是一款 48 通道恒定灌电流驱动器。每个通道都具有单独可调的 65536 步长脉宽调制 (PWM) 灰度 (GS) 亮度控制。输出通道分为三组。各组都具有 512 步长颜色亮度控制 (CC) 功能。CC 可调节颜色之间的亮度。全部 48 通道的最大电流值可通过 8 步长全局亮度控制 (BC) 功能设置。BC 调节 LED 驱动器之间的亮度偏差。可通过一个串行接口端口访问 GS、CC 和 BC 数据。TLC59581 具有一个错误标志:LED 开路检测 (LOD)。该标志可通过串行接口端口读取。为解决开路 LED 引发的此类 caterpillar 问题,TLC59581 器件具有一个增强型电路。该电路可提供 caterpillar 效应消除、热关断 (TSD) 和 IREF 电阻短路保护 (ISP) 功能,以确保较高的系统稳定性。TLC59581 器件还具有节电模式,可在输出全部关闭后将总流耗降为 0.8mA(典型值)。TLC59581 器件是一款提升多路复用面板低灰度显示模式性能的良好解决方案。请参见应用笔记,SLVA744。特性 48 个恒定灌电流输出通道 具有最大亮度控制 (BC)/最大颜色亮度控制 (CC) 数据的灌电流:5 VCC 时为 25mA 3.3 VCC 时为 20mA 全局亮度控制 (BC):...
    发表于 04-18 20:08 599次 阅读

    TLC5951-DIE 具有 7 位点校正和 3 组 8 位全局亮度控制功能的 24 通道、12 位 PWM LED 驱动器

    信息描述 TLC5951是一款 24 通道,恒定灌电流驱动器。 每个通道具有一个独立可调节,4096 步长,脉宽调制 (PWM) 灰度 (GS) 亮度控制和 128 步长的恒定电流点校正 (DC)。 此点校正调节通道和其它 LED 驱动器之间的亮度偏差。 输出通道是被分成三组的 8 个通道。 每个通道组有一个 256 步长全局亮度控制 (BC) 功能和一个独立的灰度时钟输出。可通过一个串行接口访问 GS,DC 和 BC 数据。 通过一个专用串行端口可对 DC 和 BC 进行编程。TLC5951 有三个针对 LED 开路检测 (LOD),LED 短路检测 (LSD) 和热错误标志 (TEF) 的错误检测电路。 LOD 检测损坏或者断开的 LED,而 LSD 检测一个短接的 LED。 TEF 表示一个过热条件。特性 24 通道恒定灌电流输出 电流功能 使用 PWM 的可选灰度 (GS) 控制:12 位(4096 步长),10 位(1024 步长),8 位(256 步长)针对三色组的三个独立灰度时钟 点校正 (DC):7 位(128 步长) 针对每个颜色组的全局亮度控制 (BC):8 位(256 步长) 自动重复显示功能 针对 GS,BC 和 DC 数据的独立数据端口 每个数据端口间的通信路径 LED 电源电压 VCC=3.0V 至 5.5V...
    发表于 04-18 20:08 305次 阅读