通用LED驱动控制器的应用

近年来，LED的品种不断增加，性能逐年提高，应用领域更为广泛。在大屏幕LCD的背光照明、汽车内外照明、公共场所照明、建筑的内外装饰灯照明、城市景点的亮丽工程等方面获得了很大的发展。为了达到更大的亮度及更好的可靠性，1～3W大功率LED逐步被采用。
LED的推广应用促使LED驱动器相应地发展。在城市中采用市电（220V交流电）来驱动大功率LED是最方便的。Supertex公司在2005年首先推出HV9921/22/23系列，可用市电来驱动小功率LED（驱动电流为20～50mA）。随着LED的功率增加，Supertex公司又开发出用市电供电，能输出1A恒流驱动电流的LED驱动控制器HV9910，并在2007年推出了HV9910的改进型，型号为HV9910B（HV9910已停产）。它增加了功能及提高了性能，这对大功率LED的推广应用起了良好作用。本文将介绍HV9910B及其应用。

特点及应用领域
HV9910B是一种通用LED驱动控制器。它的“通用性”是最大的特点，体现如下。
● 它可以用国际通用的市电（85～265VAC）供电，也可以用12～24VDC(或48VDC)蓄电池或太阳能电池供电；
● 输入的直流电压范围极宽，为8～450V；
● 输出的恒流驱动电流范围极宽，从几十mA到1A以上，既能驱动小功率LED，也能驱动大功率LED；
● 它可以方便地组成降压式、升/降压式架构，以满足不同供电电压的需求；
● 它可以驱动1个LED到上百个LED；
● 输出功率从几W到几十W。

除了上述通用性特点外，该驱动控制器还有如下特点。

● 转换效率高，可达85%～90%；
● 组成的驱动器电路简单，外围元器件少，不仅占PCB面积小，并且生产成本低；
● 内部有能输入450VDC高压、输出7.5V的线性稳压器。无须外接降压电阻，使电路更简单，并可输出作模拟调光电路的电流；
● 有两种工作模式：恒定频率模式及恒定关断时间（off-time）模式；
● 开关频率由用户设定（外接一个设定频率的电阻RT）；
● 有两种调光方式：模拟调光方式和PWM调光方式；
● 输出驱动电流大小用一个外设电阻RCS设定。
该LED驱动控制器组成的驱动电路除主要应用于市电供电驱动多个串联的大功率LED灯外，同样也适用于用蓄电池供电的汽车内外照明及标志灯（转弯、叉车、倒车）或太阳能电池供电的场合（航标灯、路灯等）。

除了用于照明外，该LED驱动器还可用作通用恒流漂及电池充电器方面的应用。

封装与引脚功能

图1 HV9910B引脚排列

HV9910B有8引脚及16引脚两种，8引脚的有DIP及SOIC封装，16引脚的只有SOIC封装，其引脚排列如图1所示，各引脚功能如表1所示。16引脚中注NC的引脚为空脚。

表1 HV9910B各引脚功能
SOIC-8DIPSOIC-16符号功能
11VIN工作电压输入端8～450VDC
24CSILED检测端，外接电流采样电阻RCS到GND
35GND电源地，也是内部电路的地
48GATE外接MOSFET开关的栅极
59PWMDPWM调光输入端，也是使能端。此端加高电平时，GATE端输出高电平，MOSFET导通；此端加低电平时，MOSFET关断，无输出

612VDD内部7.5V稳压电源输出端，此端接一个低ESR的电容到地（电容量2.2～4.7μF），采用多层陶瓷电容（MLCC）

713LD模拟调光输入端，输入0～250mV调光电压，调节LED亮度
814RT外接开关管工作频率设定电阻RT。恒定频率模式时，另一端接地；恒定关断时间模式时，RT另一端接GATE

主要参数
HV9910B的主要参数：输入直流电压VIN=8～450V；关闭模式时（PWMD端加低电平）耗电0.5～1mA；内部稳压电源输出电压VDD=7.5V±0.25V；欠压锁存阈值电压VUVLO=6.7V（典型值）；PWMD的高电平电压VEN(H)＞2V、PWMD端的低电平电压VEN(L)＜0.8V；输入低频PWM信号，改变占空比可调光；电流检测端（CS）的阈值电压VCS(TS)=250mV；内部消隐电路延迟时间TBLANK=215ns（典型值）；振荡器频率fosc取（25～150）kHz；内部MOSFET驱动电流为±165mA；栅级输出的上升、下降时间典型值为30ns。

两种工作模式的选择
HV9910B有恒定频率模式及恒定关断时间两种模式，选择何种模式取决于驱动器的输出电压VOUT(VLED)与输入电压VIN的比值。在降压式架构中，VIN总是大于VOUT，其比值即占空比D=VOUT/VIN。若D＜0.5时，采用恒定频率模式；若D＞0.5时，则采用恒定关断时间模式。如果在D＞0.5时仍采用恒定频率模式工作，驱动器将进入次谐波振荡状态，将会引起输出电流下降及纹波电流增加的不稳定状态。
采用恒定频率模式如图2所示，RT接在RT与GND之间；采用恒定关断时间模式时，RT接在RT与GATE之间，如图3所示。

图2 恒定频率工作模式

图3 恒定关断时间工作模式