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ZXLD1322 BUCK / BOOST模式DC-DC转换器,用于LED驱动,具有700mA输出和电流控制

时间:2019-3-29, 来源:互联网, 文章类别:元器件知识库

描述
ZXLD1322是一款电感式DC-DC转换器,带有内部开关,用于驱动单个或多个LED系列总输出电流高达700mA。应用涵盖2.5V至15V的输入电压。依赖于电源电压和外部元件,可提供高达12W的输出功率。该设备采用变量'on'和“关闭”时间控制方案,具有可调峰值开关电流限制,并在降压/升压模式下工作,提供更高的功率与传统的PFM降压/升压电路相比,功率效率更低,系统成本更低。该设备包括DC-DC转换器,高端电流监视器和NPN开关晶体管,提供提供小型PCB的集成解决方案尺寸,有竞争力的成本/性能,DC-DC转换的高功率效率和最大的LED亮度/可靠性。更重要的是,它保留了设计灵活性,以添加客户特定功能。内部的反馈控制电路
ZXLD1322提供出色的负载和电流调节,在使用寿命期间产生非常稳定的LED电流电池和整个工作温度范围。 LED电流可以从100%调节到设定值的10%通过施加PWM信号将直流电压施加到ADJ引脚并降低至1%。片上LED保护电路还允许使用外部热敏电阻将输出电流线性地降低到预定阈值温度以上在TADJ引脚。外部电阻独立设定标称平均LED电流和线圈峰值电流。该设备可以通过向ADJ引脚施加连续的低电平直流电压来关闭。
特征•2.5V至15V输入电压范围•高达700mA的输出电流
•典型效率#> 80%的•用户定义的LED热控制
•使用外部热敏电阻输出电流
•输入端输出电流稳定性高
•电压和温度
•12μA典型待机电流
•LED电流可在100%范围内调节
•降至2%
•可调软启动
•能够串联驱动3个LED
应用
•大功率LED手电筒
•LED备用照明•一般LED照明
典型应用电路
引脚分配框图

引脚说明
名称引脚#说明
ADJ 1调整输入
•保持浮动,或连接到VREF以设置100%输出电流。
•使用直流电压驱动。 (50mV <VADJ <VREF)将输出电流从10%调整到100%设定值。 (直流亮度控制模式)
•使用低频(200Hz)PWM控制信号驱动,以使输出'开'和'关'输出PWM频率。 (PWM亮度控制模式)
•使用低电平直流电压(VADJ <28mV)驱动以关闭设备(待机模式)BIAS 2偏置引脚,用于设置内部开关晶体管的基极电流
•短接地对地,为输出开关定义最大基极驱动电流(最大输出电流条件)
•将此引脚的电阻(RBIAS)连接到地,以降低基极驱动电流(减少输出电流条件)CFB 3用于反馈控制回路的控制输入/输出
•将10nF电容从该引脚连接到地,以提供环路补偿N / C 4内部未连接(开路)ISENSE 5切换峰值电流检测引脚
•将此引脚的电阻(RSENSE)连接到地,以定义峰值开关电流(ISWPEAK)= 0.05 / RSEMITTER1 6开关发射器(将两个引脚连接到RSENSE顶部以检测发射极电流)EMITTER2 7COLLECTOR2 8个开关收集器(将两个引脚连接到线圈的下侧)COLLECTOR1 9N / C 10内部连接 - 不要连接到外部电路M_VIN 11高侧电流监视器的输入电源
•连接输出电压(以较高者为准)
•将此引脚的电阻(RM)连接到VIN,以定义标称平均输出(LED)电流为0.1 / RMVIN 12高侧电流监视器的输入电源电压和负载侧输入。连接到感应电阻RM。TADJ 13温度调节LED热补偿输入
•将热敏电阻/电阻网络连接到此引脚,以降低输出电流高于a预设温度阈值。
•连接到VREF以禁用热补偿功能(详见温度控制部分)VREF 14内部0.5V基准电压输出裸露焊盘15接地(0V)

绝对最大额定值(除非另有说明,否则为GND的电压)
符号参数评级单位
TOP工作温度-40至125°C
TST存储温度-55至150°C
TJ结温-40至150°C
PTOT
封装功耗
DFN14带裸露焊盘:4mm x 3mm,0.5mm间距1.5,TAMB = 70°C W.

DC-DC转换器
电源电压(VIN)-0.3V至+ 15V
ADJ -0.3V至(+ 5.0V)或(VIN + 0.3V)的较低值
CFB -0.3V至(+ 5.0V)或(VIN + 0.3V)的较低值
ISENSE -0.3V至(+ 5.0V)或(VIN + 0.3V)的较低值
TADJ -0.3V至(+ 5.0V)或(VIN + 0.3V)的较低值
BIAS -0.3V至(+ 5.0V)或(VIN + 0.3V)的较低值

高边电流监视器
监视电源电压(M_VIN)-0.3V至+ 15V
连续感应电压
(M_VIN - M_LOAD)-0.3V至+ 5V

切换NPN晶体管符号参数评级单位
VCBO集电极 - 基极电压18 V.
VCEO集电极 - 发射极电压18 V.
ICM峰值脉冲电流3(脉冲宽度=300μs。占空比<= 2%)A
IC连续集电极电流2 A.这些只是压力等级。 绝对最大额定值以外的操作可能导致设备故障。 以绝对最大额定值运行延长时间可能会降低设备可靠性热阻连接到环境(RθJC)标称值DFN4030-14 26.3°C / W

电气特性(测试条件:VIN = 4V,TAMB = 25°C,除非另有说明(a))DC-DC转换器电源参数符号参数条件最小值典型。最大。单元
VIN电源电压正常工作2.5 15 V.
VIN(启动)启动时的供电电压(b)启动模式1.2 2.4 V
VUV-欠压检测阈值正常工作至启动模式VIN下降1.8 V
VUV +欠压检测阈值启动模式到正常工作VIN上升2.2 VIq静态电流测量为VIN ADJ引脚悬空。不包括开关基极电流)。1.5毫安ISTBY待机电流测量为VIN。 ADJ引脚接地1220μA
VREF内部参考电压ADJ引脚悬空
2.5V <VIN <15V 480 500 520 mVTCO(REF)内部参考温度系数50ppm / K.
注:(a)器件的生产测试在25°C下进行。器件的功能操作和-40°C至+ 125°C的参数均为通过设计,表征和过程控制来保证。
(b)在1.2V和2.2V之间,器件将以低电压启动模式运行(有关详细信息,请参见“低电压操作”部分)

DC-DC转换器输入参数符号参数条件最小值典型。最大。单元
VSENSE峰值开关电流检测电压在ISENSE引脚CFB引脚上测量在0V 45 55 65 mV
VSENSE(SU)峰值开关电流检测电压启动模式在ISENSE引脚上测量。启动模式VIN = 1.2V 10.5 mVISENSE检测输入电流通过引脚插入测量到ISENSE0V。 CFB引脚电压为0V -15 -7-1μACFB控制回路补偿电容器10VADJ施加外部直流控制电压ADJ引脚调节输出电流直流亮度控制模式50 500 mV
VADJ(th)ADJ引脚的待机阈值待机状态为正常工作26 28 30 mVTCO(VADJ)温度系数VADJ(th)+ 0.3%/ K.RADJVREF和VREF之间的内部电阻ADJ VADJ <550mV100kΩVADJ(CLMP)ADJ引脚上的钳位电压100μA注入ADJ引脚575 mVDC-DC转换器输出参数符号参数条件最小值典型。最大。单元
Toff(100)放电脉冲宽度100%输出电流0.7 1.21.7μsToff(10)放电脉冲宽度10%输出电流4 812μsfLXMAX最大工作频率600 KHzfSU启动模式下的开关频率VIN = 1.2V 50 KHz

ZXLD1322是一款降压/升压模式电感式DC-DC转换器,带有内部开关,设计用于驱动单个或串联多个LED,总输出电流可达700mA。取决于电源电压(VIN),LED正向电压掉电(VLED)和电路配置,这可以提供高达12W的输出功率。应用范围涵盖2.5V至15V的VIN。该设备采用改进的脉冲频率调制(PFM)控制方案,具有可变的“开”和“关”时间控制和可调峰值开关电流限制。一般设备操作(参考框图)普通手术
通过检测连接在LED的两个输入之间的串联电阻器(RM)中的LED电流来实现控制
电流监视器。这产生比例电流(IMON),其对外部积分器电容器CFB充电。 IMON是与在电流转换器的第二电压输出端产生的参考放电电流(IADJ)相平衡从ADJ引脚上的需求电压(VADJ)驱动。 IMON和IADJ之间的区别由CFB整合到产生误差电压。比较器采用ISENSE引脚电压的总和版本和该CFB的一小部分
当总和大于50mV时,电压并复位驱动开关的锁存器。开关晶体管由导通SR锁存器的输出,其保持设置直到开关晶体管中的发射极电流产生电压降VSENSE(= 50mV标称值)在外部电阻RSENSE中,定义预设的最大开关电流为50mV / RSENCE。操作就是这样
CFB上的错误电压上升将有效降低ISENSE引脚所需的电压,从而复位锁存器在开关周期的早期。这将减少开关的“ON”时间并减少开关中的峰值电流预设的最大值。类似地,下降误差电压将在稍后复位锁存器并且峰值开关电流将是
增加。因此,控制回路在每个开关周期期间减少或增加存储在线圈中的能量必要时,强制LED电流达到设定值。这导致高精度,因为LED电流不需要误差将伺服驱动到所需的区域。线圈电流达到峰值所需的时间取决于几个因素:电源电压,峰值线圈该特定LED功率所需的电流以及系统是以“连续”还是“不连续”模式运行。
线圈电流放电到LED的时间由“可变断开延迟”单稳态固定,其周期为由ADJ引脚上的电源需求信号修改。该单稳态确定闩锁保持的时间复位(关闭)并在较低功率设置下提供较长的“关闭”时间,有助于将参数保持在一个范围内可接受范围。
请注意,“ON”时段和“OFF”时段由电源电压,LED电源和所选的外部组件设置。因此,频率由这些参数确定,并且不固定。在这个修改过的PFM方案中,外部可以选择组件以使频率远远高于所有极端参数的音频范围,因此不可听见吹口哨应该发生。
500mV参考电压定义标称VADJ电压,这定义了100%输出电流。适用于较低的LEDADJ引脚可以通过外部直流电压(50mV <VADJ <500mV)或低频脉冲宽度驱动调制(PWM)波形。
低电压操作(启动模式)对于低于2V的电源电压,正常控制回路将没有足够的裕量来可靠地运行。这个条件是由“欠压比较器”检测,它将内部电源电压(VCC)的一部分与VREF进行比较。当比较器输出有效(VCC <1.8V)时,正常开关驱动电路的输出被禁用,另一种选择启动“启动振荡器和驱动器”。启动振荡器为其提供标称50kHz的固定频率驱动信号开关晶体管的基极,与VADJ和CFB上的电压无关。在低压条件下,峰值线圈中的电流斜坡上升到正常值的大约25%,“OFF”时间是固定的。
低电压启动模式允许器件工作电压低至1.2V标称值。这使得芯片可以单独工作

ADJ引脚
ADJ引脚通过100k电阻连接到内部500mV基准电压源(VREF)。这会将ADJ引脚偏置到参考电压并定义标称100%LED电流。
ADJ引脚可通过50mV至500mV的外部直流电压进行过驱动,以降低LED电流按比例在名义价值的10%和100%之间。通过向ADJ引脚施加低频PWM信号以打开和关闭器件,也可以调节LED电流。这将产生与控制信号的占空比成比例的平均输出电流。可以通过将ADJ引脚短接至地,或通过合适的开路将其拉至低于28mV的电压来关闭器件集电极NPN或开漏NMOS晶体管。在关闭状态下,设备内的大部分电路都被关闭剩余静态电流通常为12μA。
LED电流的热控制“热补偿电流”电路产生一个源电流(Itc),对于TADJ上75mV以上的电压,该电流为零当TADJ降至50mV时,增加至100μA。该电流总和到控制节点并从中减去需求电流,导致LED电流在此输入范围内从100%降至零。潜在的分隔线,由VREF和地之间的固定电阻Rt和NTC热敏电阻Rth组成,定义TADJ和电压上的电压阈值温度。应用笔记中提供了更多详细信息。可以通过将TADJ引脚悬空或将其连接到VREF来禁用热控制功能。过热关机ZXLD1322具有过温关断电路,可保护器件免受过量损坏芯片温度,由开关中的功耗过大引起。 “过温关断”电路的输出将当芯片温度超过150°C(标称值)时变高。这将在正常操作期间关闭驱动器到开关。当设备冷却到安全水平时,操作将恢复。

设置峰值线圈电流
线圈中的峰值电流由开关发射极和地之间的电阻(RSENSE)设置,具体如下:最小峰值电流取决于工作模式,线圈电感和电源电压范围。最大峰值电流不得超过开关的指定值。 (详见应用电路)设置LED电流标称平均LED电流由下式给出:
其中RM是连接在引脚M_VIN和VIN之间的外部电阻。通过向ADJ引脚施加直流控制电压或PWM控制信号,可以将该电流调整为较低的值。直流控制通过将ADJ引脚上的可变电阻RADJ连接到,可以将LED电流调节在10%到100%的范围内接地可改变ADJ引脚的直流电压。 RADJ形成电阻分压器的下半部分和内部100kΩ电阻ADJ和VREF引脚之间形成上部。因此,RADJ的1MΩ值将给出最大电流当ADJ引脚上的电压低于28mV时,91%的ILED(nom)和器件将关闭,对应于
RADJ值约为5kΩ。如果需要,可以使用与RADJ串联的终止电阻来保持电压接通ADJ引脚高于导通阈值。使用RADJ的对数电位计将使轴旋转产生近似线性的输出电流变化。

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