降压型LED驱动电源系统设计方法

序言

LED即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。

LED一般被称为第四代照明光源或绿色光源，具有高节能、利环保、寿命长、体积小、高亮度等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域;LED灯作为一种新的照明用光源，正在逐渐得到大规模和大范围内的应用;LED照明灯自身在节能，长寿，高能效，亮度方便可调节等方面的优异特性也符合现在倡导的低碳，环保的大趋势;目前，LED照明在LED背光，LED广告灯，LED幕墙，大功率LED路灯，LED节能灯及日光灯，LED显示等领域得到广泛深入的应用;预计在未来几年内，LED灯将可能逐渐进入家庭照明，室内外照明等领域，成为一种重要的照明光源。决定LED灯的性能和寿命的核心部分是LED恒流驱动电路，LED灯的寿命(光亮度衰减)与驱动电流的稳定性和电流纹波或杂讯息息相关，LED灯的可靠性重要取决于驱动芯片的可靠性和各种安全保护措施。

一XL4011LED驱动电源方法

[1]应用简要说明

XL4011是一个150KHz的固定频率pWM降压DC-DC转换器，1.2A电流负载能力，该电路应用简单，外部元器件比较少。鉴于LED领域的系统需求，内部除了常规的过流保护，过温度保护，输出短路保护外，还内置了专用LED的CC,OVp;

CC是通过电阻RCS测量LED电流并实现电流模式控制，在正常工作情况，LED电流由0.155V的pWM控制器内部参考电压除以RCS电阻值所决定。即I=0.155V/RCS,因为RCS两端的电压降在正常工作条件下将一直保持在0.155V;

OVp是通过电阻R1和R2测量输出电压并实现电压模式控制，一般OVp设置为比正常输出电压高10%.在芯片正常工作的时候，CC起用途;当CC这一路出现问题，OVp钳位输出电压，使LED不会承受较大功率而烧毁!

pWM调光这一块也可以调节4脚FB来实现，FB基准为1.235V,一旦这一点电位高于1.235V,关闭输出!低于1.235V芯片工作!由于芯片本身的频率只有150K,所以在一定占空比的条件下，pWM调光的速率不应该太快，建议在100KHZ-300KHZ使能端EN脚控制芯片输出，EN脚电位为低电平(0.8V以下)或者悬空的时候，芯片有输出!EN脚电位为高电平(1.4V以上)，芯片关断输出!

其他几款同类型芯片如下：XL4001,XL6002,XL4101

[2]技术特点

(1)用于LED全集成方法，系统成本低，可靠性高;

(2)IC内部CC,OVp都是通过控制pWM实现的;因此，输出电压，输出电流，输出过压保护的精度更高，响应速度很快;内置过流保护、过温度保护等安全措施。

(3)XL4011为40V高压双极工艺制造，更加皮实,应用于多种环境;由于其为150K固定频率，使得LED驱动的EMI设计相对容易;

[3]降压型LED驱动产品典型应用示意图

1.XL4001典型应用电路及图示

测试数据见下图表，在输入电压36V,输出从1颗灯到10颗1WLED灯，单路输出电流在350MA时，室温16℃，测试整个系统的效率!温度测试点在芯片表面，整个系统最高可以做到10串5并，50颗1WLED.一般建议使用在25W以内。

2.XL6002典型应用电路及图示

测试数据见下图表，在输入电压36V,输出从1颗灯到10颗1WLED灯，单路输出电流在350MA时，室温16℃，测试整个系统的效率!温度测试点在芯片表面，整个系统最高可以做到10串6并，60颗1WLED.一般建议在35W以内。