线性LED驱动IC的设计与优秀推荐

时间：2022-03-17来源：佚名

三端稳压器78**系列广泛的应用，没有哪一款开关型DC-DC型号的IC用量有可能超过它，这是为什么?大家可能说是:价格低、稳定可靠、技术成熟;那DC-DC呢?效率高。你只说对了一半，线性功率IC不但有前面几项优点，更一样效率高也可以做到体积小巧。

同意上述观点的朋友赶紧跟帖赞同，不然看完了我的帖子后你就有可能改变这个观!

台湾有家公司叫点晶科技，成立20多年以来，先后推出LED驱动应用IC上百款，基本全都是线性恒流驱动。你想知道这是为什么吗?

未来的日子里我将找几款IC对比分析，线性功率器件IC设计要注意哪些要点，是怎样胜过高速转换型DC-DC类型IC的!

线路比较一

图1和图2 是两种驱动方式的线路图，现在比较下两种方式的工作过程。

1、当电压合适时:

电压合适是指供电电压幅值与LED Vf值加上线路的工作电压基本符合。

图1 电流经过电感→LED→MOSFET→R;放电回路是，电感→LED→D1;

图2 电流流经LED→MOSFET→恒流源。

功耗及提高转换效率主要是看线路中的内阻大小，从线路上来看图1会大于图2 ，图2的方式MOS管和恒流源整个压差可以做到200mV，图1 电阻反馈电压都有可能会超过这个电压。单就MOS管来说，都是在做开关使用，需要的压差及相关条件是相同的，功耗相等。

2、当电压超过线路需要的幅值时:

当线路电压超过线路需要的幅值时，图1 的设计优点会显现出来，也是线路设计初衷。线路根据反馈电压比较高速开关MOS管，关闭时电感放电回路会维持LED电流;图2 超过的电压会加到MOSFET上面，功耗会增加大于图1线路。

3、EMI，干扰问题

图1 需要高速开关恒流驱动，开关频率会影响其它线路工作，PCB布线要注意相互干扰问题，在选取驱动线路时避免与产品上面的线路工作在一个频率点上。图2 线路不会有这个问题。

4、灰度问题

图1 线路PWM是与反馈电压信号叠加出来的，在关闭MOS管时，电感还会有电流流过，会影响到灰度的表现，设计时只能PWM时间远远小于L1放电时间。要提高灰度表现，就需要减小电感量，从而减小放电时间提高线路的开关频率，这样会增加线路干扰的程度，恒流精度也会降低。

图2 线路开关方式驱动LED可以直接表现灰度，可以做到16位灰度65536级灰度。目前高灰阶LED屏幕都不会选用图1线路设计。

线路功耗问题所在二

从上面的分析可以看出，线性驱动有很多优势，只是在电压高于实际应用电压时功耗会增大，在众多的应用领域线性驱动是不可取代的。

主要问题不是线路本身，而是供电方式造成的。一般我们设计产品因其成本问题不会新开发开关电源，选取现有电源基本没有合适的，开关电源受标称值所限，有 5V、12V、15V、24V、36V等等，标称值是长期以来市场形成的，电源做成什么电压范围都可以，只是开关电源厂家目前还没有眼光看到这个市场。

因其LED Vf值不同，生产出双组电压输出比较合适，例如:3。3 V与5 V、5 V与8 V、7 V与12 V、9 V与14 V、12 V与18 V、14 V与24V等电压组合，电流目前还是1W的效率最高，多颗组合是今后的方向，R、G、B单路500mA比较合适。

有这样的电源使用线性IC驱动你觉得还有问题吗。

线性IC设计要点：

在实际产品设计时，往往供电电压总不会符合我们的要求，LED正向电压Vf值每个公司也不一样，串联的LED个数会随工程需要随意变化，产品量产数量不大开关电源也不方便更换，可以使用以下设计线路来解决此问题。

如下图:

可以检测A点电压来判断供电电压是否合适，使线性驱动线路始终工作在合适的电压范围当中。UV输出讯号反馈到电源部分，供电电压自适应LED正向电压Vf值，LED串接个数也将会自动适应。

参考设计可以应用到我们线路设计当中，也可以应用到LED高串接IC设计中。目前市场上的LED恒流IC多适应能力不强，LED串接个数的改变同时也要修改参考检测电阻阻值，这样对产品量产不方便。

推荐几款线性恒流IC方便大家选型：

大功率LED线性驱动推荐之-DD311

你需要优异的LED灰度表现能力，那就请你必须选择线性IC驱动;你是设计低压小功率LED线路，请你最好选择线性IC驱动;在可以提供合适驱动电压的场合，强烈建议你使用线性LED驱动IC。

DD311 是有客户抱怨发热量较大，我想看了上面的解释可以明白发热原因所在，从近几年的市场推广来看接受的厂家还是越来越多，也有较好的市场口碑。如果您是一位 IC设计者，会知道设计好恒流源也是不容易的，有不少企业在设计、制成工艺方面在不懈努力。其中台湾聚积、点晶两家公司占大陆LED领域 90%的线性恒流驱动IC市场，每年有2亿多人民币销售额。

DD311是一单通道输出的LED恒流驱动器，内建电流镜与电流开关组件，是专为驱动大功率LED而设计的芯片。DD311可驱动高达1安培的沈入电流(sink current)，并可透过调整参考输入电流(IREF)来任意设定输出电流的大小。输出电流值约为100倍的IREF，IREF可由调整外挂电阻或偏压 (bias)电压来设定。微调或使能偏压电压可校正LED间的亮度不一或实现多颗LED间整体亮度同时调整。

这样的设计理念，1:100的电流关系，如果您的前级提供的是一个电流信号，这颗IC将会很好的利用。

芯片的输出端可承受高达36V的电压，支持10多颗大功率LED的串接应用。内建输出使能端(Enable)，可PWM控制轻易地实现大功率LED的256级高灰阶应用，接受1MHz刷新速度。

上图是应用参考设计，线路简洁。耐压36V是指2脚OUT端口;在高于5V电压供电时1、5脚需要电阻分压供电，4-5V最合适，VCC有波动时最好分压再增加稳压二极管稳压。

虽然价格反应有些高，在您了解到它的灰度表现能力和不需要外置MOS时，基本还是会接受。

大功率LED线性驱动推荐之二DD312

你需要优异的LED灰度表现能力，那就请你必须选择$线性IC驱动;你是设计低压小功率LED线路，请你最好选择线性IC驱动;在可以提供合适驱动电压的场合，强烈建议你使用线性LED驱动IC。

DD312是专为大功率LED应用所设计的恒流驱动器。芯片内含恒流产生电路，可透过外挂电阻来设定输出恒流值。透过芯片的使能端可以控制输出通道的开关时间，切换频率最高达一兆赫(1MHz)。电流输出反应极快，支持高色阶变化及高画面刷新率的应用。内建开路侦测，过热断电，及过电流保护功能，使应用系统的可靠性大为提升。

开路侦测，过热断电，及过电流保护功能，选择SO8的封装在下图的设计参考设计中才可以实现。

需注意芯片的散热功率受到封装与环境温度的限制，故在设定最大输出电流值时需考虑到实际操作条件。最大可散热功率可由以下式子来做计算：

最大散热功率Pd(W) = [最大接面温度Tj(°C) – 环境温度Ta(°C)]/[热阻值(°C / Watt)];散热功率(Power Dissipation = Pd(W))与操作环境温度(Ambient Temperature = Ta (°C))的关系可以参考下图：

由最大散热功率(Pd)可推导出最大可允许操作电压Vout，请参考下式：

Vout(max)(Volt)=[Pd(max)(Watt)– VDD(Volt) × IDD(A)]/[Iout(A) × Dimming Duty]

大功率LED线性驱动推荐之三德国英飞凌系列

英飞凌在您设计小功率恒流方案时会觉得非常合适，比如您是单片机控制时。您的前级信号是PWM而不需要太大电流时;在设计小电流固定颜色灯带产品时都非常合适。100mA低压驱动虽可以三极管完成，但是放大倍数的原因无法解决电流精度问题，不能满足产品灰度一致性。

下图是在NPN三极管时可以将IC适当放到LED中间，解决前级不同有效电平驱动的需要，也等于抬高的IC承受电压。

下图是在设计交流较大功率设计时的参考设计线路：

美国美信集成产品公司 MAX16800

40V、350mA,可调节的线性高亮度LED驱动器

MAX16800的输出电流通过与LED串联的外部检流电阻设置，使能(EN)引脚允许连接一个宽范围的PWM亮度调节信号。MAX16800非常适合要求高压输入的汽车应用，能够承受高达40V的甩负载。