Признанным лидером в области LED-драйверов является компания National Semiconductor, которая, благодаря огромному опыту в сфере стабилизации напряжения, одна из первых в электронной индустрии занялась разработкой специализированных микросхем для LED-применений. Наиболее энергоэффективные драйверы вошли в семейство изделий PowerWise®, принадлежность к которому позволяет достигать максимально возможных КПД электронной системы. Спектр драйверных микросхем покрывает рабочие напряжения от 2,7 до 100 В и включает:

• драйверы сверхъярких светодиодов с интегрированным ключом,
• контроллеры драйверов сверхъярких светодиодов,
• микросхемы для мобильных устройств.

 

Драйверы сверхъярких светодиодов с интегрированным ключом

Компания National Semiconductor предлагает широкий спектр простых для проектирования понижающих регуляторов (см. табл. 1) с низким энергопотреблением, которые идеально подходят для различных LED-драйверных решений.

Таблица 1. Понижающие LED-драйверы

Наимено- вание	Вх. напр., В	Макс. вых. напр., В	Макс. LED- ток, мА	Частота ШИМ, МГц	Кол-во LED	Функции	Корпус
LM3402/HV	6...42/75	37/67	525	Настр. до 1 МГц	1...9/15	Обр. связь 200 мВ, быстрое ШИМ-диммирование	MSOP-8
LM3404/HV	6...42/75	37/67	1000	Настр. до 1 МГц	1...9/15	Обр. связь 200 мВ, быстрое ШИМ-диммирование	SOIC-8
LM3406/HV	6...42/75	37/67	1500	Настр. до 1 МГц	1...9/15	Обр. связь 200 мВ, быстрое ШИМ-диммирование	eTSSOP-14
LM3405	3...22	20	1000	1,6	1...3	Обр. связь 200 мВ, быстрое ШИМ-диммирование	SOT23-6, eMSOP-8
LM3407	4,5...30	27	350	Настр. до 1 МГц	1...7	ШИМ-диммирование на пост. частоте, контроль среднего значения тока через LED	eMSOP-8
LM5010/A	8/6...75	67	1000	Настр. до 1 МГц	1...15		eTSSOP-14, LLP-10
LM5007	9...75	67	700	Настр. до 1 МГц	1...15		MSOP-8

LED-драйверы компании National Semiconductor позволяют упростить изделия без снижения функциональности благодаря интегрированным МОП-транзисторам в качестве ключей, online-средств проектирования, широкого спектра защитных функций, а также возможностью диммирования. Драйверы LED компании National Semiconductor также обладают низким напряжением обратной связи (не более 200 мВ), что позволяет получить высокий КПД при реализации схем освещения с низким энергопотреблением.

Наиболее популярной серией среди понижающих драйверов является семейство микросхем LM340x/0xHV. Эти микросхемы имеют варианты исполнения для токов в нагрузку 350 мА (LM3402), 750 мА (LM3404) и 1,5 А (LM3406). Стандартный диапазон входных напряжений составляет 6...42 В, а для микросхем с индексом HV максимальное значение питания составит 75 В; диапазон рабочих температур для этого типа микросхем -40...125°С. С такими параметрами драйверы отлично подойдут для автомобильных, промышленных применений и применений общего освещения. На рис. 1 представлена схема включения микросхем серии.

 

 

Рис. 1. Схема включения драйвера LM3404/04HV (аналогично для всей серии LM340x)

Заметим, что для применений (например, лампы стандарта MR16) с входными напряжениями не более 30 В и токами 350 мА National выпустил микросхему LM3407, которая обеспечивает меньшую себестоимость конечного изделия.

Спектр повышающих импульсных регуляторов постоянного тока компании National Semiconductor (табл. 2) содержит решения как на основе схем с индуктивностью, так и с применением схем на переключаемых конденсаторах.

Таблица 2. Повышающие и повышающе-понижающие LED-драйверы

Наиме- нование	Вх. напр., В	Макс. вых. напр., В	Макс. LED- ток, мА	Частота ШИМ, МГц	Кол-во LED	Функции	Корпус
LM3224	2,7...7	20	2450	0,6/1,25	1	Boost; специальная м/сх для двухрежимной вспышки	MSOP-8
LM3553	2,7...5,5	18,9	2200	1,2	1...2	Boost; специальная м/сх для двухрежимной вспышки с интерфейсом I2C	LLP-12
LM3410	2,7...5,5	24	2100	0,525/1,6	1...5	Boost, SEPIC; сверхнизкий ток покоя 80 нА, внутренняя компенсация	SOT23-5, LLP-6, eMSOP-8
LM2733	2,7...14	40	1000	0,6/1,6	1...8	Boost; внутренняя компенсация	SOT23-5
LM2753	3...5,5	5	400	0,725	1	Безындукторный boost	LLP-10
LM2753	3...5,5	5	800	1	1...4	Безындукторный boost	LLP-10

 

ИС данного класса предназначены для таких применений, как задняя подсветка дисплеев, вспышки в фотоаппаратах, портативные фонари. Для более высоких нагрузочных токов компания National предлагает ряд высокоэффективных индуктивных драйверов LED. Драйверы LED на переключаемых конденсаторах от компании National Semiconductor представляют собой малогабаритные, безындуктивные, малошумящие решения для конфигураций LED в параллельном или последовательном включении. Все решения имеют интерфейс многоканального димминга и точную установку тока.

Для батарейных систем рекомендуется рассмотреть LM3410 - высокочастотный малогабаритный повышающий и SEPIC LED-драйвер. Минимум внешних компонентов делает этот драйвер простым для проектирования и минимизирует полный размер решения и стоимость. LM3410 работает с входным напряжением ниже от 2,7 В для работы от Li-Ion батареи; типовая схема включения представлена на рис. 2.

 

 

Рис. 2. Схема включения драйвера LM3410

Контроллеры драйверов сверхъярких светодиодов

Компания National предлагает импульсные регуляторы с выходным током вплоть до 6 A и более, которые идеальны для приложений, таких как задняя подсветка дисплеев и проекторные применения (табл. 3).

Таблица 3. Контроллеры для построения LED-драйверов

Наимено- вание	Топология	Вх. напр., В	Макс. вых. напр., В	Макс. LED-ток, А	Частота ШИМ, МГц	Кол-во LED	Функции	Корпус
LM3401	Понижение/ контроллер с релейной схемой рег-ния	4,5...35	35	3	Настр. до 1	1...9	Высокая скорость, низкое напряжение обр. связи	MSOP-8
LM3433	Понижение	9...14	6	14  и более	Настр. до 1	В зав-ти от схемы	Реализация схемы с общим анодом	LLP-24
LM3421	Понижение, повышение, SEPIC	4,5...75	В зав-ти от схемы	3 и более	Настр. до 2	1...20	Напряжение обр. связи настраивается в диапазоне 20 мВ - 1,235 В; ШИМ- диммирование с макс. частотой 50 кГц	TSSOP-16
LM3423	Понижение, повышение, SEPIC	4,5...75	В зав-ти от схемы	3 и более	Настр. до 2	1...20	Напряжение обр. связи настраивается в диапазоне 20 мВ - 1,235 В; ШИМ- диммирование с макс. частотой 50 кГц, статусные функции, дим-ние верхним ключом	TSSOP-20
LM3431	Повышение	5...36	40	150 мА/канал	Настр. до 1	3 канала по 10 LED	Защита: температурная, КЗ, откр. канал	eTSSOP-28
LM5020	Понижение, повышение, flyback	13...100	В зав-ти от схемы	1  и более	Настр. до 1	1...20	Обр. связь 500 мВ	MSOP-10, LLP-10
LM5022	Понижение, повышение, flyback	6...60	В зав-ти от схемы	1	Настр. до 2	1...9	Обр. связь 500 мВ	MSOP-10
LM3478	Понижение, повышение, flyback	2,97...40	В зав-ти от схемы	1  и более	Настр. до 1	1...9	Обр. связь 200 мВ	MSOP-8

 

Например, LM3433 поддерживает светодиодный ток до 6 A и позволяет присоединить аноды светодиода прямо к основанию монтажной панели для оптимального рассеяния тепла.

Другой регулятор компании National - LM3401 - способен работать при почти стопроцентном рабочем цикле, чтобы поддержать максимальное количество светодиодов. Это свойство достигается благодаря р-канальному МОП-транзистору, который позволяет прибору продолжать возбуждать цепочку светодиодов даже в том случае, когда перепад общего прямого напряжения равен VIN. Регулируемый, двусторонний гистерезис дает возможность очень гибко выбирать индуктивность и настраивать частоту переключения.

Самые последние контроллеры от National для построения LED-драйверов - LM3421/LM3423. Эти микросхемы - универсальные высоковольтные (входное напряжение до 75 В) контроллеры для построения LED-драйверов, которые возможно сконфигурировать в схемах включения повышающей, понижающей, повышающе-понижающей и SEPIC. Функции данных контроллеров позволяют использовать драйверы в большом спектре различных применений LED-освещения. Резистивный датчик тока подключается к наиболее высокому напряжению, на нем падает типичное значение напряжения 100 мВ, что позволяет наиболее точно регулировать LED-ток и получать максимальное значение КПД-драйвера. Регулирование выходного LED-тока основано на контроле пиковых значений с предсказуемым контролем времени отключения (Off-Time). Такой метод контроля упрощает разработку петлевой компенсации с неотъемлемой компенсацией прямой связи по напряжению.

В LM3421/LM3423 встроен высоковольтный startup-регулятор, работающий от напряжений 4,5...75 В. Внутренний ШИМ-контроллер работает от настраиваемой частоты до 2 МГц, что позволяет создавать компактные решения. Дополнительны функции контроллера: shutdown с нулевым током, прецизионный ИОН, логический вход диммирования, поцикловое ограничение тока и температурное отключение. LM3433 также включает флаг статуса LED-выхода, флаг ошибки, программируемый таймер ошибки и логический вход для выбора полярности драйвера диммирования. Типовая схема включения представлена на рис. 3.

 

 

Рис. 3. Схема включения драйвера LM3421/23

 

Заключение

В статье дан обзор LED-драйверов National Semiconductor. Спектр рассмотренных драйверов покрывает решения с напряжением питания 2,7...100 В и токи до 15 А. Основные применения для микросхем: автомобильные и промышленные светильники, системы общего освещения. Благодаря автоматизированной системе разработки WEBENCH® LED Designer подбор драйвера под конкретную модель светодиода и схему включения стал быстрее и проще.

 

Ссылки

1. www.national.com/led - портал National Semiconductor, посвященный LED-освещению.

2. COT Drivers Control LED Ripple Current, Analog Edge, Сентябрь 2008.

3. Powering and Dimming High-Brightness LEDs with the LM3405 Constant-Current Buck Regulator, Analog Edge, Июнь 2007.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка -
e-mail: lighting.vesti@compel.ru