新型可设定电流的LED驱动器原理

      HV9925是Supertex公司2006年推出的一款新型LED驱动器集成电路。其实质上是一个高输入电压的DC/DC转换器，市电 （85～264Vac）经全波整流及滤波后由HV9925来驱动串联的LED负载，也可以采用20～400V作为输入电压来驱动LED负载，所以它是一种 适合通用交流市电供电和极宽直流电压输入的LED驱动器。该驱动器其他特点：驱动高亮度白光LED 10～12个；驱动LED的电流可由外设的电阻值来设定，最大的驱动电流可达50mA；有使能端可控制驱动器的工作（高电平有效），并可以利用此端输入 PWM信号，用改变脉冲宽度来调节LED的亮度。该器件内部是一个固定关断时间的降压式DC/DC转换器，其开关管耐压达500V；内部有欠压锁存及过热 （大于140℃）保护；采用有散热垫的SO-8封装，提高散热效率；工作温度范围－40～+85℃。

       HV9925驱动器主要用于交流市电供电的小功率白光LED照明灯，也可以用来驱动LED装饰灯，并可用于直流供电的LED驱动用。

引脚排列与功能

HV9925的引脚排列如图1所示。各引脚功能如下：1脚（RSENSE）外接电流检测电阻，用来设定驱动LED的电流；2脚（GND）是电源的负端，地；3脚（PWMD）为使能端，高电平有效，若此端输入PWM信号，可调节LED发光亮度，若不用调节亮度，此端接VDD端；4脚（VDD）为内部7.5V稳压电源的正端，给内部电路供电，此端需要接一个0.1μF的旁路电容器；5脚（NC）为空脚；6、7、8脚（Drain）内部功率MOSFET的漏极，也是内部7.5V稳压电源的输入端。

主要参数

HV9925的主要参数：输入直流电压20～400V；内部线性稳压电源输出电压VDD=7.5V；若VDD低于5.0V，输出锁存；工作电流300μA；内部功率MOSFET的耐压高于500V，其导通电阻RDS（ON）为100Ω；内部控制LED电流的比较器的阈值电压VTH=0.47V；PWM高电平信号电压大于2V（小于5V），低电平电压小于0.8V；管芯温度高于140℃时，过热保护电路使电路不工作。

典型应用电路

HV9925的典型应用电路如图2所示。驱动10个高亮度白光LED，设定LED的电流I0=20mA。在图2中，需要计算电感器L1、RSENSE。电路分成两部分：交流电整流和滤波电路及高压降压式DC/DC转换电路。

85～264V交流市电输入，经整流桥BR1或由4个1N4007组成的整流电路后成为直流电，并经CIN滤波形成较平滑的直流电压。

2 高压降压式DC/DC转换电路

全波整流及滤波后的电压经10个串接的LED后接电感L1输入HV9925的漏极，如图3所示（这是一个简化的内部结构图）。检测电流的RSENSE接在开关管的源极（S）。RSENSE上的电压（ILED×RSENSE）经300ns延迟电路输入电流检测比较器的同相端，其反相端接 0.47V基准电压，比较器的输出电压输入控制电路来控制开关管导通时间，使ILED达到设定电流。

L1及RSENSE的计算

L1的计算公式如下：

L1=V0×TOFF/△I0 (1)

式中,V0是串联LED的正向压降之和；TOFF是开关管关断时间，TOFF=10.5μs；△I0是纹波电流，可按30%I0来计算（即△I0=30%I0）；I0是流过LED的电流，即I0=ILED。

本例中，白光LED的正向压降VF典型值为3.5V，则10个LED的正向压降之和为10×3.5V，即V0=35V。ILED设为20mA，则△I0=0.3×20=6mA。代入上式得：

L1 = 35V×10.5μs/6mA
=61.25μH （2）

取标准值68μH，电流大于60mA。

RSENSE的计算公式如下：

RSENSE=VTH/（I0+1/2△I0） （3）

式中，VTH为电流检测量的阈值电压，VTH=0.47V。现设定I0=20mA，1/2△I0=3mA，代入上式得:

RSENSE=0.47V/（20mA+3mA）
=20Ω （4）

其他元器件的选择

图2中的其他元件选择：输入电容C1选0.1μF/100V（也可以不用）；D1采用快速恢复二极管，这里选UF=600V、1A、75ns的MUR160；CDD选用多层陶瓷电容，容量0.1μF/50V。