高亮度LED驱动控制器的应用

中心议题：
     *  MAX16801A/8和MAX16802A/8的主要特点
     *  引脚功能与内部结构
     *  应用电路及工作原理
解决方案：
     *  采用MAX16801的离线非隔离回扫式LED驱动器

1 引言

MAX16801A/B和MAXl6802A/B采用恒定电流来驱动一般照明和显示应用中的HB LED，以提供所需要的控制功能。MAX16801A/B适用于通用交流输入LED驱动器，而MAX16802A/B则被指定用于低压(10.8～24 V)直流输入LED驱动器。由MAX16801A/B和MAX16802A/B构成的HB LED驱动电路控制IC主要用于LCD TV和LCD监示器RGB背光照明、商业和工业照明、装饰与建筑景观照明等领域。

2 主要特点

MAX16801A/8和MAX16802A/8的主要特点如下：

适合用作组成降压(Buck)、升压、回扫(Flyback)、SEPIC及其他电路拓扑；直达50 W或更大的输出功率；内部误差放大器带1%的精度；PWM或线性调光；262 kHz(1±12%)的固定开关频率操作；提供热关闭和数字软启动，输入启动电压可编程；启动电源电流典型值为45μA，工作电源电流典型值为1.4 mA；薄型8引脚μMAX封装。

3 引脚功能与内部结构

MAX16801A/B和MAX16802A/B的引脚排列如图1所示。表1所列为其各个引脚的功能。MAX16801A/B和MAX16802A/B内部集成了1.23 V的带隙参考、数字软启动、UVLO、稳压器、262 kHz振荡器、误差放大器、CPWM比较器、电流限制比较器、热关闭及MOS栅极驱动器等单元电路，如图2所示。


引脚功能与内部结构

MAX16801A/B和MAX16802A/B内部结构

4 应用电路及工作原理

4.1采用MAX16801的离线非隔离回扫式LED驱动器

采用MAX16801的离线非隔离回扫式HB LED驱动器电路如图3所示。

带可编程输入启动电压的离线性隔离回归式LED驱动器电路

4.1.1输入启动电路

MAX16801引脚UVLO/EN的唤醒门限电压是1.28 V，该引脚电压只有超过1.28 V，电路才能开始工作。电阻分压器(R2与R3)可用作编程输入启动电压。

MAX16801内置一个带较大滞后的自举UVLO电路，对设计高压HB LED驱动器是很有用的。当VIN超过23.6 V的门限电平时，电路启动。在启动期间，UVLO电路保持CPWM比较器、ILIM比较器、振荡器和输出驱动器关闭，以减小电流消耗。一旦VIN达到 23.6 V，CPWM与ILIM比较器和振荡器开通，并允许输出驱动器开关。如果VIN降低到9.7 V以下，将关闭比较器、振荡器和输出驱动器。

4.1.2启动操作

在电路开始启动时，变压器T1的第三级绕组(P3)没有能量交付到控制IC的IN端。在加电后，通过R1的电流对C1充电，同时内部稳压器对C2充电，通过R1的最大电流是45μA。当C2上的电压达到9.5 V时，C2充电停止，C1上的电压持续升高。当VIN超过23.6 V的唤醒电平时，VQ1开始动作，变压器向次级和第三级绕组传输能量。C1的容量和变压器的第三级绕组连接配置决定了启动时间。MOSFET(VQl)的栅极电流为：


若离线LED驱动器启动时间不大于500 ms，并且C1>C2，R1可由式(3)和式(4)计算。

4.1.3 LED电流的确定

通过LED的电流ILED主要由R7确定。IC中误差放大器同相输入端通过数字软启动电路连接一个1.23 V的参考电压VREF。因此，ILED=VREF/R7=1.23 V/R7。若HB LED的正向电流额定值是750 mA，则R7=1.23 V/0.75 A=1.64 Ω

4.1.4输出短路保护

变压器的第三级绕组还提供输出短路保持功能。只要第三级绕组上的电压降至10 V以下.则会关断外部MOSFET的栅极驱动。

4.2 HB LED驱动器电路

图4给出带低频PWM调光功能的通用AC输入隔离型回扫式HB LED驱动器电路翻。其中，一个反相逻辑PWM信号直接加至MAX16801B的DIM/FB端，可实现对HB LED的宽范围低频PWM调光。变压器T1提供安全隔离，T1次级绕组下端通过电容C5接地。


带低频PWM调光的通用AC输入隔离型回扫式HB LED驱动器电路

4.3 MAX16802的典型应用电路

图5所示为采用MAX16802B带调光能力的降压(Buck)式HB LED驱动器电路。该电路工作在连续导电模式(CCM)下，线性调光信号加至MAX16802B的引脚CS。R5为电流感测电阻，R4与C1组成低通滤波器。驱动电路的DC输入电压范围为10.8～24 V。MAX16802B还可以组成不连续导电模式(DCM)下的回扫式HB LED驱动电路拓扑，如图6所示。在图6中，LED串的总电压可以低于或高于输入电压VIN。


采用MAX16802B带调光能力的降压(Buck)式HB LED驱动器电路


回扫式HB LED驱动电路拓扑

5 结语

MAX16081A/B和MAX16802A/B是一般照明和背光应用的HB LED驱动器离线和DE-DE控制器，它们可以构建Buck、升压、回扫、SEPIC等电路拓扑，启动电压可编程，提供PWM或线性调光、数字软启动和热关闭保护，输出功率直达50 W以上。