PT4115 LED恒流驱动器 PT4115的应用说明
LED恒流驱动器 PT4115的引脚图：
LED恒流驱动器 PT4115的描述：
PT4115 是一款连续电感电流导通模式的降压恒流源，用于驱动一颗或多颗串联LED。PT4115 输入电压范围从8伏到30伏，输出电流可调，最大可达1.2安培。根据不同的输入电压和外部器件，PT4115可以驱动高达数十瓦的LED。PT4115内置功率开关，采用高端电流采样设置LED平均电流，并通过DIM引脚可以接受模拟调光和很宽范围的PWM调光。当DIM的电压低于0.3伏时，功率开关关断，PT4115进入极低工作电流的待机状态。
PT4115采用SOT89-5和ESOP8封装。
LED恒流驱动器 PT4115的应用：
低压LED射灯代替卤素灯
车载LED灯
LED备用灯
LED信号灯
LED恒流驱动器 PT4115的典型应用电路：
LED恒流驱动器 PT4115的应用说明：
通过外部电流采样电阻RS设定LED平均电流
LED的平均电流由连接在VIN和CSN两端的电阻RS决定
上述等式成立的前提是DIM端浮空或外加DIM端电压高于2.5V（但必须低于5V）。实际上，RS是设定了LED的最大输出电流，通过DIM端，LED实际输出电流能够调小到任意值。
通过直流电压实现模拟调光
DIM端可以外加一个直流电压(VDIM)调小LED输出电流，最大LED输出电流由（0.1/RS）设定，如图所示：
LED 平均输出电流计算公式：
VDIM在 (2.5V ≤ VDIM ≤5V ) 范围内LED保持100%电流等于 IOUT=0.1/Rs
通过PWM信号实现调光
LED的最大平均电流由连接在VIN和CSN两端的电阻RS决定，通过在DIM管脚加入可变占空比的PWM信号可以调小输出电流以实现调光，计算方法如下所示：
(0≤D≤100%,2.5V＜Vpulse＜5V )
如果高电平小于2.5V，则
(0≤D≤100%,0.5V＜Vpulse＜2.5V )
通过PWM调光，LED的输出电流可以从0%到100%变化。LED的亮度是由PWM信号的占空比决定的。例如PWM信号25%占空比，LED的平均电流为(0.1/RS)的25%。建议设置PWM调光频率在100Hz以上，以避免人的眼睛可以看到LED的闪烁。PWM调光比模拟调光的优势在于不改变LED的色度。PT4115调光频率最高可超过20kHz。
关断模式
通过在DIM端接入0.3V以下的电压，实现系统关断，通常情况下，系统的静态电流保持在95μA以下。
软启动模式：
通过在DIM接入一个外部电容，使得启动时DIM端电压缓慢上升，这样LED的电流也缓慢上升，从而实现软启动。通常情况下，软启动时间和外接电容的关系大约为0.8ms/nF。
LED开路
PT4115具有内在开路保护功能，负载一旦开路，芯片的SW处于悬空状态，芯片将被设置于安全的低功率模式，因此LED负载开路时LED和芯片都是安全的。负载重新连接后进入正常的工作状态。
旁路电容
在电源输入必须就近接一个低等效串联电阻（ESR）的旁路电容，ESR越大，效率损失会变大。该旁路电容要能承受较大的峰值电流，并能使电源的输入电流平均，减小对输入电源的冲击。直流输入时，该旁路电容的最小值为4.7uF，在交流输入或低电压输入，旁路电容需要100uF的钽电容或类似电容。该旁路电容尽可能靠近芯片的输入管脚。
选取电感
PT4115推荐使用的电感参数范围为27uH ~ 100uH。电感的饱和电流必须要比输出电流高30%到50%。LED输出电流越小，建议采用的电感值越大。在电流能力满足要求的前提下，希望电感取得大一些，这样恒流的效果会更好一些。电感器在布板时请尽量靠近VIN和SW，以避免寄生电阻所造成的效率损失。
下表给出电感选择建仪：
以CoilCraft为例，可以选择以下型号电感：
电感的选型还应注意满足PT4115应用的最大工作频率的SPEC范围。
下列公式可为你的应用提供参考：
SW‘On’时间
SW‘Off’时间
这里：
L：电感感知(H)
rL：电感寄生阻抗(Ω)
Rs：限流电阻阻值(Ω)
Iavg：LED平均电流(A)
△I：电感纹波电流 峰峰值(A){设置为 0.3 x Iavg}
VIN：输入电压(V)
VLED：总的 LED 导通压降(V)
RSW：开关管导通阻抗(Ω){0.6Ω典型值}
VD：正向导通压降(V)
选取二极管
为了保证最大的效率以及性能，二极管（D）应选择快速恢复、低正向压降、低寄生电容、低漏电的肖特基二极管，电流能力以及耐压视具体的应用而定，但应保持30%的余量，有助于稳定可靠的工作。
另外值得注意的一点是应考虑温度高于85°C时肖特基的反向漏电流。过高的漏电会导致增加系统的功率耗散。AC12V整流二极管（D）一定要选用低压降的肖特基二极管，以降低自身功率耗散。
降低输出纹波
如果需要减少输出电流纹波，一个最有效的方法即在LED的两端并联一个电容，连接方式如图所示：
1uF的电容可以使输出纹波减少大约1/3。适当的增大输出电容可以抑制更多的纹波. 需要注意的是输出电容不会影响系统的工作频率和效率，但是会影响系统启动延时以及调光频率。
低输入电压下工作注意事项
系统在输入电压低于VUVLO时IC内部的功率开关管处于关断状态，直到输入电压高于（VUVLO＋500mV）系统才会正常启动。但是有一种特殊情况即输入电压虽然高于（VUVLO＋500mV），但是过于接近输出电压，会导致系统长时间工作在高占空比的状态，特别是低输入电压（比如小于10V），功率耗散也会增大。长时间工作的情况下，有可能导致IC过热保护（过热保护详见后续说明）。在实际应用中，适当的保持输入输出电压的压差是非常必要的。在工作状态下，输入电压降至VUVLO以下时，内部开关管会关闭，系统停止输出。
需要注意的是输入电压过低通常会导致较多的功率耗散，因而会降低整个系统的效率。
散热注意事项
当系统工作的环境温度较高时，以及驱动大电流负载时，必须要注意避免系统达到功率极限。下图列出了 PT4115额定功率与温度的对应关系。 在实际应用中，要求达到每 25mm2 的 PCB 大约需要 1oz 敷铜的电流密度以有利于散热。PCB 铜箔与 PT4115 的散热 PAD 和 GND 的接触面积面积要尽可能大，有利于散热。
需要注意的是选择了不恰当的电感，以及开关转换点存在过大的寄生电容会导致系统效率的降低。当由于器件发热限制驱动功率时，推荐选用 ESOP8 封装，因为在同等条件下 ESOP8 封装具有更好的散热能力。
负载电流的热补偿
高亮度 LED 有时需要提供温度补偿电流以保证可靠稳定的工作，这些 LED 通常被设计在驱动板之外。PT4115 的内部温度补偿电路已将输出电流达到尽可能的稳定。PT4115 还可以通过 DIM 管脚外接热敏电阻（NTC）或者二极管（负温度系数）到 LED 附近，检测 LED 温度动态调节 LED 电流以保护 LED。随着温度升高，DIM 端电压降低，从而降低 LED 输出电流，实现系统的温度补偿。
IC过热保护(TSD)
PT4115 内部设置了过温保护功能（TSD）,以保证系统稳定可靠的工作。当 IC 芯片温度超出 160℃，IC 即会进入TSD 保护状态并停止电流输出，而当温度低于 140 时，IC即会重新恢复至工作状态。
PCB布板的注意事项
合理的 PCB 布局 对于最大程度保证系统稳定性以及低噪声来说很重要。使用多层 PCB 板是避免噪声干扰的一种很有效的办法。为了有效减小电流回路的噪声，输入旁路电容应当另行接地。PCB铜箔与PT4115的散热PAD和 GND的接触面积面积要尽可能大，以利散热。
SW端
SW 端处在快速开关的节点，所以 PCB 走线应当尽可能的短，另外芯片的 GND 端应保持尽量良好的接地。
电感、电流采样电阻
布板中要注意的电感应当距离相应管脚尽可能的近一些，否则会影响整个系统的效率。另外一个需要注意的事项是尽量减小 RS 两端走线引起的寄生电阻，以保证采样电流的准确。
典型应用电路
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PT4115 LED恒流驱动器 PT4115 降压恒流源
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