應(yīng)用信息
ac/dc 交流輸入應(yīng)用
hv9910 是一個(gè)低成本的可?壓, 升壓, 升?壓的控制芯片,特別適合設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)多串led或led陣列.該芯片既適用于全球通用的ac交流輸入, 也適用于8－450v的直流輸入. 交?輸入時(shí), 為提高功?因素, 通過由en 61000-3-2 class c所規(guī)定的照明設(shè)備的交流諧波的限制, 在輸入功率小于25w, 可很容易的在線?中加入無源功?因素校正電?得以實(shí)現(xiàn). hv9910可驅(qū)動(dòng)上百個(gè)高亮度的led?聯(lián)或數(shù)?高亮度的led, 這些led能被設(shè)計(jì)成一串或串并聯(lián)結(jié)合的方式, hv9910通過調(diào)節(jié)恒?值可確保led??和光譜并延長(zhǎng)壽命. hv9910的特色是使能腳pwm_d可采用脈寬調(diào)制(pwm)的方法調(diào)節(jié)led??, 同時(shí)兼作使能端，該端懸空時(shí)芯片無輸出控制。hv9910也可通過ld端線性調(diào)壓的方式連續(xù)調(diào)節(jié)led的輸出電流從而控制??(也叫線性調(diào)光).
hv9910 標(biāo)準(zhǔn)的8-pin soic 和 dip 封裝. 在vin >250v的應(yīng)用需求時(shí),也可以采用so-16 的封裝.
hv9910 內(nèi)部包含了一個(gè)高壓線性電源 , 它向內(nèi)部所有線路能量 ,也可以給外部低壓電路 .
led 驅(qū)動(dòng)控制
hv9910可控制包括隔離/非隔離, 連續(xù)/非連續(xù)等類所有的轉(zhuǎn)換器. 當(dāng)gate端輸出高電平驅(qū)動(dòng)外部的功率mosfet時(shí), led驅(qū)動(dòng)器將儲(chǔ)存到電感或變壓器原邊電感的輸入能量, 依賴不同的轉(zhuǎn)換器類型,可能儲(chǔ)能和將部分能?直接傳給led?，當(dāng)功?mosfet關(guān)斷時(shí), 儲(chǔ)存在磁性元件上的能?轉(zhuǎn)換為led串的驅(qū)動(dòng)電?. (工作在flyback 模式).
當(dāng)vdd電壓大于uvlo時(shí)，gate端可以輸出高電平. 此時(shí)輸出電?通過限制外部功?mosfet的峰值電?的方式工作. 外部電?采樣電阻與功?mosfet的源極?聯(lián), 此采樣電阻的電壓反饋到hv9910的cs pin腳, 當(dāng)cs pin腳的電壓超過峰值電?的設(shè)定的閾值電壓時(shí), gate的驅(qū)動(dòng)信號(hào)結(jié)束, 功?管關(guān)斷. 此峰值電?比較儀的閾值電壓在內(nèi)部設(shè)定值為250mv, 亦可通過ld pin在外部設(shè)定.當(dāng)需要軟啟動(dòng)時(shí), 在ld pin連接一個(gè)電容,從而允許電壓按期望的的速率上升, 因此, 確保led 的輸出電流是逐漸上升的.
很明顯, 一個(gè)簡(jiǎn)單的無源功?因素校正電?, 由 3 二極管和2 電容組成,應(yīng)用線路顯示如圖1.
供電電流
hv9910需要1ma的啟動(dòng)電流. 如框圖所示, 此電流由 hv9910 的內(nèi)部產(chǎn)生,無需象其它的電路中需加一個(gè)大的啟動(dòng)電阻. 此外, 在hv9910的應(yīng)用中,它能用內(nèi)部的線性電源連續(xù)的向內(nèi)部的所有線路7.5v的電壓.
設(shè)定輸出電流
如圖1, 選擇降壓拓?fù)鋾r(shí), led中的平均電流是 cs 的峰值電壓的一個(gè)好的表現(xiàn). 然而,運(yùn)用這種電流采樣方法,有一個(gè)相關(guān)連的誤差需要被計(jì)算進(jìn)去.此誤差的提出是因?yàn)殡姼兄械钠骄娏骱头逯惦娏魇遣煌? 例如電感紋波電流的峰峰值是150ma, 要得到500ma的led電流, 該采樣電阻應(yīng)為: 250mv/(500ma+ 0.5*150ma) = 0.43ω.
調(diào)光
有兩種方式可以實(shí)現(xiàn)調(diào)光 , 取決不同的應(yīng)用, 可以單獨(dú)調(diào)節(jié)也可組合調(diào)節(jié). led 的輸出電流能被控制, 也能被線性調(diào)節(jié)改變, 或通過控制電流的開關(guān)來維持電流的不變. 第二種調(diào)光方式(叫pwm 調(diào)光)通過改變輸出電流的占空比來控制led的亮度.
線性調(diào)光通過調(diào)節(jié)ld pin腳電壓從0到250mv而實(shí)現(xiàn)，該控制電壓優(yōu)先于內(nèi)部cs pin設(shè)定值250mv , 從而可輸出電流實(shí)現(xiàn)編程. 例如, 在vdd 和地之間接一個(gè)分壓器,設(shè)定cs pin 的控制電壓. 當(dāng)分壓器設(shè)定的控制電壓超過250mv將不會(huì)改變輸出電流. 如希望更大的輸出電流, 可以選擇一個(gè)更小的采樣電阻.
pwm 調(diào)光通過外部pwm信號(hào)加在pwm_d pin 端而實(shí)現(xiàn). 該 pwm 信號(hào)可由微控制器或由脈沖發(fā)生器按希望的led的亮度以一定的占空比來實(shí)現(xiàn). 在此pwm 方式下, 以該信號(hào)的有效和失效轉(zhuǎn)換來調(diào)節(jié)led的電流. 在此模式,led 的電流處在這兩種狀態(tài)之一: 零或由采樣電阻設(shè)定的正常電流.
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hv9910
. 它不可能用這個(gè)方法去達(dá)到比hv9910用采樣電阻設(shè)定的水平更高的平均亮度. hv9910 用這種pwm控制方法,這燈的輸出只能在零到100%之間調(diào)整. 此pwm調(diào)光方法的精度僅僅取決于gate的最小脈寬的限制, 即此頻率的占空比的百分比.
這里有一些由應(yīng)用線路圖1,給出的典型的波形闡明pwm 調(diào)光方法如下. ch1 是指 mosfet 的漏極電壓, ch2 是給pwm_d腳的pwm 信號(hào) 和 ch4 是led 燈串的電流.
33% pwm ratio at 500hz dimming
95% pwm ratio at 500hz dimming
0.4% pwm ratio at 500hz dimming
工作頻率設(shè)定
振蕩器的工作頻?能被用一個(gè)外部電阻rosc在25khz 到 300 khz之間設(shè)定:
fosc = 25000/(rosc [kω] + 22) [khz]
功率因數(shù)校正
當(dāng) led 驅(qū)動(dòng)器的輸入功率?超過25w時(shí), 為了通過標(biāo)準(zhǔn)en61000-3-2 class c 的ac諧波的限制, 如hv9910 的應(yīng)用線路圖1, 可以加一個(gè)簡(jiǎn)單的被動(dòng)功率因數(shù)校正電路. 這個(gè)典型的應(yīng)用電路線圖表示怎樣加這個(gè)線路而不影響電路的其它部分. 一個(gè)由3個(gè)二極管和 2個(gè)電容器的簡(jiǎn)單電路被加在ac整流輸入的后面去改善輸入電流的諧波失真和達(dá)到功率因數(shù)大于 0.85.
電感設(shè)計(jì)
提及典型的應(yīng)用電?,可以從電感中計(jì)算得到希望的led 波紋電?的峰峰值. 但在典型的應(yīng)用,這樣的波紋電?被選取為正常的led電?的30%. 在這個(gè)?子中，正常電流iled 是350ma.
下一步是得出 led燈?上的總電壓?. ?如, 當(dāng)燈?由 10 高??的led組成且每個(gè)二極管在它的額定電?時(shí)的正向壓?為3.0v; 則led 串的總電壓vleds 是 30v.
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hv9910
可以知道正常的整流后的輸入電壓vin = 120v*1.41
= 169v, 由此可以決定開關(guān)的占空比:
d = vleds /vin = 30/169 = 0.177
然后,給出開關(guān)頻?,在此例中fosc =50khz, 這樣需計(jì)算功率管mosfet的導(dǎo)通時(shí)間:
ton = d/fosc = 3.5 微秒
由這些必需的值,可以計(jì)算出電感:
l = (vin - vleds) * ton /(0.3 * iled) = 4.6mh
輸入大電容
輸入濾波電容應(yīng)該被設(shè)計(jì)在能保持整個(gè)ac線電壓周期被整流后的電壓高于led ?電壓的兩倍. 假定15%的相關(guān)電壓的紋波穿過電容器，一個(gè)簡(jiǎn)單的公式能給出此輸入大電容器的最小值:
cmin = iled*vleds*0.06/vin^2
cmin = 22 μf, 這里選用22μf/250v .
在被動(dòng)的 pfc 電?中需要在輸入端使用兩個(gè)容值為計(jì)算出的cmin的電容串聯(lián). 這兩個(gè)電容中的每一個(gè)應(yīng)為輸入電壓的1/2和容量的兩倍.
使能控制
hv9910能被關(guān)斷當(dāng)pwm_d pin 連接到地. 此時(shí), hv9910所消耗的靜態(tài)電流小于1ma.
輸出開路保護(hù)
當(dāng)用?壓型拓?fù)鋾r(shí), led串和電感是串聯(lián)連接的, ?需要任何的保護(hù).
另外,led? 的一個(gè)開路條件. 斷開led的連接就意味著沒有開關(guān)交換和不能連續(xù)工作. 然而, 在buck-boost或flyback拓?fù)渲? hv9910 可能聚積過多的電壓在開關(guān)管和整?器二極管上并可能造成損壞.在這種情況,當(dāng)偵測(cè)到過壓條件時(shí)hv9910 能夠由pmw_d pin 下拉到地從而關(guān)斷.
dc/dc 低壓應(yīng)用
降壓型(buck)拓?fù)?/p>