探索MAX16801A/B/MAX16802A/B：高亮度LED驅(qū)動(dòng)的理想之選

在電子工程師的日常工作中，高亮度LED驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)常見且關(guān)鍵的任務(wù)。而今天，我們要深入探討的主角——MAX16801A/B/MAX16802A/B，正是在這個(gè)領(lǐng)域表現(xiàn)卓越的DC - DC PWM控制器。

文件下載：MAX16802B.pdf

一、器件概述

MAX16801A/B和MAX16802A/B這兩款高亮度（HB）LED驅(qū)動(dòng)控制IC，為通用照明和顯示應(yīng)用中的寬輸入電壓范圍LED驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)提供了所需的全部電路。其中，MAX16801適用于通用輸入（整流85VAC至265VAC）的LED驅(qū)動(dòng)器，而MAX16802則針對低輸入電壓（10.8VDC至24VDC）的LED驅(qū)動(dòng)器。

它們具有諸多特性，比如內(nèi)部誤差放大器搭配1%精確參考，可實(shí)現(xiàn)精確的LED電流調(diào)節(jié)；支持PWM或線性調(diào)光，能實(shí)現(xiàn)寬調(diào)光范圍；固定開關(guān)頻率為262kHz ±12%，有助于優(yōu)化磁性和濾波組件，使驅(qū)動(dòng)器更緊湊且具成本效益。此外，還具備熱關(guān)斷、數(shù)字軟啟動(dòng)、可編程輸入啟動(dòng)電壓等功能，并且提供50%（MAX16801A/MAX16802A）或75%（MAX16801B/MAX16802B）的最大占空比選擇。

二、主要特性剖析

2.1 多種拓?fù)溥m用性

適合降壓、升壓、反激、SEPIC等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，輸出功率可達(dá)50W或更高，這為工程師在不同應(yīng)用場景下的設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性。

2.2 輸入電壓范圍

MAX16801支持通用離線輸入電壓范圍（整流85VAC至265VAC），而MAX16802的IN引腳可直接由10.8VDC至24VDC輸入驅(qū)動(dòng)，滿足了不同電源環(huán)境的需求。

2.3 精確電流調(diào)節(jié)

內(nèi)部誤差放大器搭配1%精確參考，能夠精確調(diào)節(jié)LED電流，有效減少因無源電路組件變化和公差帶來的影響，且只需最少數(shù)量的額外外部組件即可實(shí)現(xiàn)。

2.4 調(diào)光功能

支持PWM或線性調(diào)光。線性調(diào)光可通過在CS端創(chuàng)建求和節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)；低頻率PWM調(diào)光則是將反相邏輯PWM信號施加到IC的DIM/FB引腳，這種方式能保持LED電流幅度恒定，在需要保持光譜不變的場合是首選調(diào)光方式。

2.5 低啟動(dòng)電流和大遲滯

在自舉模式下，初始階段電壓低于內(nèi)部自舉欠壓鎖定（UVLO）閾值時(shí)，器件典型靜態(tài)電流僅45μA。同時(shí)，大的自舉UVLO遲滯有助于減少在通用交流輸入電壓高端時(shí)，啟動(dòng)電阻R1上的功耗。

2.6 熱保護(hù)

內(nèi)部關(guān)斷電路可在結(jié)溫超過+130°C（典型值）時(shí)保護(hù)器件，提高了系統(tǒng)的可靠性。

三、電氣特性詳解

3.1 欠壓鎖定/啟動(dòng)

MAX16801具有自舉UVLO喚醒和關(guān)斷電平，分別為19.68 - 23.60V（上升）和9.05 - 10.43V（下降），UVLO/EN引腳也有相應(yīng)的喚醒和關(guān)斷閾值。這些特性確保了器件在合適的電壓條件下啟動(dòng)和工作。

3.2 內(nèi)部電源

VCC穩(wěn)壓器設(shè)定點(diǎn)在7 - 10.5V之間，啟動(dòng)后IN電源電流典型值為1.4mA，關(guān)斷電源電流為90μA，體現(xiàn)了其低功耗特性。

3.3 柵極驅(qū)動(dòng)器

驅(qū)動(dòng)器輸出阻抗在不同條件下有明確的范圍，峰值灌電流和拉電流分別可達(dá)1A和0.65A，能有效驅(qū)動(dòng)外部n溝道MOSFET。

3.4 PWM比較器

比較器失調(diào)電壓、CS輸入偏置電流、傳播延遲等參數(shù)都有嚴(yán)格的規(guī)定，保證了開關(guān)頻率的穩(wěn)定性和占空比的準(zhǔn)確性。

3.5 誤差放大器

具有高電壓增益（典型80dB）、一定的單位增益帶寬（典型2MHz）和相位裕度（典型65°），能精確調(diào)節(jié)LED電流。

四、應(yīng)用電路示例

4.1 離線非隔離反激式LED驅(qū)動(dòng)器

如圖5所示，使用MAX16801的該電路，借助變壓器T1實(shí)現(xiàn)了顯著的設(shè)計(jì)靈活性，可利用內(nèi)部誤差放大器進(jìn)行精確的LED電流控制。

4.2 帶調(diào)光功能的MAX16802反激式和降壓式LED驅(qū)動(dòng)器

圖6和圖7分別展示了具有線性調(diào)光能力的不連續(xù)反激式和連續(xù)導(dǎo)通模式的降壓式LED驅(qū)動(dòng)器，適用于10.8V至24V輸入電壓范圍。

4.3 帶低頻PWM調(diào)光的離線隔離反激式HB LED驅(qū)動(dòng)器

圖8所示電路采用MAX16801，變壓器T1提供完全安全隔離，可在通用交流線路（85VAC至265VAC）下工作，PWM信號需反相。

4.4 通用輸入、離線、高精度電流調(diào)節(jié)的隔離反激式HB LED驅(qū)動(dòng)器

圖9的電路利用內(nèi)部誤差放大器實(shí)現(xiàn)了高精度的電流調(diào)節(jié)，適用于對LED電流精度要求較高的場合。

五、設(shè)計(jì)要點(diǎn)與注意事項(xiàng)

5.1 啟動(dòng)時(shí)間考慮

在使用MAX16801設(shè)計(jì)高亮度LED驅(qū)動(dòng)器時(shí)，IN旁路電容C1的大小和連接配置會(huì)影響啟動(dòng)時(shí)間。C1值過大會(huì)增加啟動(dòng)時(shí)間，但能在初始啟動(dòng)時(shí)為更多周期提供柵極電荷；C1值過小則可能導(dǎo)致VIN低于自舉UVLO閾值，使器件無法啟動(dòng)?？筛鶕?jù)公式計(jì)算C1和啟動(dòng)電阻R1的值。

5.2 自舉欠壓鎖定

MAX16801的內(nèi)部自舉UVLO在設(shè)計(jì)高壓LED驅(qū)動(dòng)器時(shí)非常有用，它能在初始上電時(shí)實(shí)現(xiàn)自舉。當(dāng)VIN超過+23.6V時(shí)嘗試啟動(dòng)，低于+9.7V時(shí)則返回啟動(dòng)模式。

5.3 MOSFET選擇

NDRV引腳驅(qū)動(dòng)外部n溝道MOSFET，對于通用輸入電壓和使用變壓器的應(yīng)用，MOSFET需能承受高線輸入電壓的直流電平加上變壓器初級的反射電壓。在大多數(shù)使用不連續(xù)反激拓?fù)涞碾x線應(yīng)用中，建議選擇額定電壓為600V的MOSFET。

六、總結(jié)

MAX16801A/B/MAX16802A/B以其豐富的特性、廣泛的適用性和良好的電氣性能，為高亮度LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的支持。無論是在通用照明、商業(yè)和工業(yè)照明，還是在LCD電視和顯示器的RGB背光、裝飾和建筑照明等領(lǐng)域，都能發(fā)揮出色的作用。作為電子工程師，在設(shè)計(jì)高亮度LED驅(qū)動(dòng)器時(shí)，不妨考慮這兩款優(yōu)秀的控制器，相信它們能幫助你打造出高效、可靠的驅(qū)動(dòng)電路。你在使用類似LED驅(qū)動(dòng)控制器時(shí)遇到過哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。