驱动灯珠芯片LT3743手册理解
1.引脚功能
1.EN/UVLO
EN/UVLO引脚用作启用引脚,可在1.55V时开启内部电流偏置核心和子稳压器。该引脚没有上拉或下拉功能,因此正常工作需要电压偏置。当电压降至约0.5V时,系统将完全关闭。即EN/UVLO引脚的输入电压在1.55V至6V之间即可。
2.Vref
输出2V的参考电压。
3.CTRL_T
用于降低两个电流等级(CTRL_L和CTRL_H)的调节电流水平的热控制输入。最大输入值3V。CTRL_T引脚是热控输入引脚,用于根据温度动态调节LED的驱动电流。其核心作用是降低高/低电流设定值(CTRL_H/CTRL_L),防止LED或系统因过热而损坏,一般配合热敏电阻使用。当温度升高时,CTRL_T电压下降;温度降低时,电压回升。
(1)CTRL_T电压 < CTRL_H或CTRL_L电压: 系统自动降低LED电流,降低幅度与温度成正比。 示例:若CTRL_H设定电流为20A,CTRL_T电压因高温降低到1V,实际电流可能降至15A。
(2)CTRL_T电压 ≥ CTRL_H/CTRL_L电压: 温度未超限,电流维持原设定值。
当前电路板CTRL_T由参考电压引脚接入了2V,而CTRL_H接入了单片机的DAC2.5V,这会引起当Vdac的电压大于CTRL_T时,输出高电平电流会下降吗。不会,因为CTRL_H引脚最大都被钳位到了1.5V,始终不会超过2V。就没有使用该功能。
4.CTRL_H
该引脚用于设置高电平调节输出电流及过流保护。其最大输入电压被内部限制在1.5V。过流保护设定值等于CTRL_H引脚设定的高电平调节电流水平。
CTRL_L和CTRL_H引脚处的模拟电压经过缓冲后,在内部电阻上产生参考电压VCTRL。调节后的平均电感电流由以下公式确定:
结合下面的图,当输出I0达到25A,RS取2m欧,Vctrl=1.5V。与图2、图6一致。
该引脚接单片机DAC引脚,用于控制输出高水平电流大小,需要接一个限流电阻。可增加电容滤波。
5.CTRL_L
CTRL_L引脚设置低电平调节输出电流。不建议CTRL_L电压高于CTRL_H电压。最大钳位电压也为1.5V。该引脚接地。
6.SS
软启动引脚。将外部电容器接地,以限制启动条件下的稳压电流。SS引脚具有5.5μA的充电电流。该引脚控制由CTRL_L和CTRL_H确定的两个稳压输入。通过10nf电容接地。
7.FB
过电压保护反馈引脚。反馈电压为1V。通过FB引脚检测过电压或LED断开。当输出电压超过调节电压水平的130%(FB引脚处为1.3V)时,内部设置的开LED标志被激活,停止开关操作,并将PWMGL和PWMGH信号置高,并连接两个输出电容器以释放电感电流。调节后的输出电压必须大于2V,其设定值由以下公式确定:
8.SENSE+、SENSE-
SENSE+是平均电流模式环路误差放大器的反相输入端。该引脚连接至外部电流检测电阻RS。SENSE+与sense–之间的电压降,相对于内部电阻的电压降,构成了电流调节环路的输入电压。
sense–是平均电流模式环路误差放大器的正相输入端。参考电流根据CTRL_L或CTRL_H从该引脚流出,流向感测电阻RS的LED侧。
CTRL_L和CTRL_H引脚的模拟控制范围限制在0V到1.5V之间。平均电流模式控制回路利用内部参考电压来调节电感电流,通过外部感应电阻RS上的电压降实现这一过程
当电流超过5A时,应在SENSE+和SENSE-引脚上串联10Ω的电阻,并尽可能靠近这些引脚放置一个33nF的电容器。在开关组件下方设置良好的地平面,可以最小化板间噪声耦合。为了散热,应尽可能增加开关节点的面积,但不要影响辐射噪声。输出电容器与LED负载之间的互连电感和电阻直接影响负载电流的上升时间。为了减少电感和电阻,应尽可能使走线宽,并尽量缩短走线长度。
9.VCL、VCH
在低电平电流调节过程中,VCL为平均电流回路稳定性提供必要的补偿。电阻器的典型补偿值为15k至80k,电容器的典型补偿值为2nF至10nF。典型电路图,接34K+4.7nf+接地。
VCH为高电平电流调节过程中的平均电流回路稳定性提供必要的补偿。典型补偿值为电阻器的15k至80k,电容器的2nF至10nF。接34K+4.7nf+接地。
10.RT
电阻接地设置开关频率在200kHz到1MHz之间。当使用SYNC功能时,将频率设定为SYNC脉冲频率的20%以下。该引脚电流限制为60μA。请勿让此引脚处于开路状态。
芯片的开关频率与RT的对应关系:
根据实际需要的频率进行选择,此处选择91K或/100K,然后接地。
电感计算公式,Vin=12V,VF=3V,fs为开关频率,I0为大电流值。
11.SYNC
频率同步引脚。此引脚用于将开关频率与外部时钟同步。应选择RT电阻,使内部时钟的工作频率比SYNC脉冲频率慢20%。同步范围为240kHz至1.2MHz。当不使用时,应将此引脚接地。
12.CTRL_SEL
CTRL_SEL引脚用于在高电流控制(CTRL_H)和低电流控制(CTRL_L)之间进行选择。当该引脚处于高电平时,VCH引脚连接到误差放大器的输出端,PWMGH门信号为高电平;当该引脚处于低电平时,VCL引脚连接到误差放大器的输出端,PWMGL门信号同样为高电平。此引脚用于LED的电流调光功能。在不使用时,应将该引脚接地。
当CTRL_SEL引脚为低电平时,控制回路使用CTRL_L引脚确定的参考电压;当CTRL_SEL引脚为高电平时,则使用CTRL_H引脚确定的参考电压。
在许多应用中,需要在两个调节电流状态之间快速切换。为此,可以通过PWM和CTRL_SEL引脚实现脉冲宽度调制调光。当PWM引脚为低电平时,电感中的调节电流为零,两个输出电容器断开连接。当PWM引脚为高电平且CTRL_SEL引脚为低电平时,电感中的调节电流由CTRL_L引脚的模拟电压决定。当PWM和CTRL_SEL引脚均为高电平时,电感中的调节电流由CTRL_H引脚的模拟电压决定。
总结下来就是PWM为低时,LED灯熄灭,所有驱动LED灯的方式都会关断。PWM为高时,由CTRL_SEL决定是高电流模式驱动还是低电流模式驱动。CTRL_SEL高,CTRL_H引起决定电流大小,PWMGH门信号为高电平。CTRL_SEL低,CTRL_L决定电流大小,PWMGL门信号为高电平。
13.PWM
LED的PWM调光输入端。当该引脚处于低电平时,所有开关操作将停止,输出电容也会断开连接。不使用时,应将其拉至VCC_INT。
14.PWMGH、PWMGL
PWMGH、PWMGL的输出引脚用于驱动外部场效应晶体管的栅极,从而将开关稳压器的输出电容器之一连接至负载。
关于图9使用单个MOS管会导致PWMGH引脚在关断时候放电的情况理解,在GH或GL为高电平时,MOS管导通,上部的电源会给电容充电。当GH由高切换到低,GL由低切换到高时,LED正极的电压值会从3.8V(LED本身占3V,内阻0.04*20A=0.8V)切换到3.04V,因为此时从大电流20A变为了小电流1A。此时GH所连接的电容正极电压值会被拉低至3.04V,而电容两端的电压不能突变,所以电容负极的电位会变为-0.76V,MOS管内的体二极管就会导通,从而形成从电容-LED-地-MOS管漏极的回路,导致下次电容驱动LED时没有足够大的电压。
在原有MOS管结构上,再加入1个MOS管,阻止反向电流通过体二极管形成回路。当GH为高电平时,上电瞬间电容电容两端电压近似相等,上方的MOS管也会导通。
15.HG
HG是控制高侧外部功率场效应晶体管状态的顶部FET栅极驱动信号。
16.SW
SW引脚在内部用作浮动高侧驱动器的下轨。外部,该节点连接两个功率FET和电感器。
17.CBOOT
CBOOT引脚为高侧FET驱动器提供一个浮动的5V稳压电源。从VCC_INT引脚到CBOOT引脚需要一个外部肖特基二极管,以便在开关引脚接近地电位时给CBOOT电容器充电。
18.LG
LG是底部FET栅极驱动信号,用于控制低侧外部功率FET的状态。
19.VCC_INT
提供5V稳压输出,用于为CBOOT电容器充电。此外,该引脚还为数字和开关子电路供电。当VIN电压低于6V时,应将此引脚连接至电源轨。VCC_INT的电流限制为≈50mA。在关机操作时,输出电压驱动功能将被禁用。
20.VCC_INT
输入电源引脚。必须使用电容器将其旁路至地。
供电流程为,当HG为高电平,上方MOS管导通,电容充电至5V,以此保证上方MOS能够持续导通,此时对电感和电容(导通)充电,当HG为低电平,LG为高电平时,下方MOS管导通,电感放电。
2.总结
画原理图时1是结合芯片手册,2是找官网芯片Demo原理图。