【应用】效率高达93%的开关降压型LED恒流驱动器OC5021B在高压汽车大灯上的应用
OC5021B是欧创芯公司推出的一款高效率、高精度的降压型大功率LED恒流驱动控制芯片，输入电压3.1~100V, 效率高达93%，最大工作频率可达1MHz。该芯片采用固定关断时间的峰值电流控制方式，关断时间可通过外部电容进行调节，工作频率可根据用户要求而改变。 通过调节外置的电流采样电阻，能控制高亮度 LED 灯的驱动电流， 使 LED 灯亮度达到预期恒定亮度。并且具有DIM线性调光管脚，通过 在 DIM 端加PWM 信号，可以进行 LED 灯调光控制。 内部集成了 VDD 稳压管以及过温保护电路，减少外围元件的需求，具有很高的可靠性。OC5021B采用SOT23-6 封装，管脚分配如下图所示：
图1 芯片封装和管脚分配
OC5021B LED恒流驱动控制芯片广泛的应用在LED灯驱动电路中，如自行车、电动车、摩托车灯，强光手电 ，LED 射灯 和大功率 LED 照明等，其在汽车高压大灯的典型电路图如图2所示。
图 2 OC5021B LED恒流驱动控制芯片应用于汽车大灯的电路图
如上图所示，该图为BUCK电路拓扑，其工作原理如下：当MOS开关管导通时，输入电压VIN通过LED 灯、电感L1、MOS开关管、电阻RCS对电感充电，电感电流上升，当电阻RCS上的电压降达到电流检测阈值电压VCS_TH时，控制电路使得DRV输出端变为低电平，MOS开关管关断。 在MOS管关断时，电感通过由LED灯、续流二极管放电，在关断一个固定的时间TOFF后，重新回到导通状态，并重复以上导通与关断过程。
在进行应用电路设计时，需要给定合理的电路参数，下面对各个参数进行分析。
1.TOFF设置
固定关断时间可由连接到TOFF引脚端的电容COFF 设定：
其中TD=61ns。 如果不外接COFF，内部将关断时间设定为 650ns。
2.输出电流设置
LED输出电流由电流采样RCS以及TOFF等参数设定：
其中VLED是LED的正向导通压降，L1是电感值。
3.电感取值
为满足LED恒亮度的要求，电感电流应工作在连续模式，要求的最小电感取值为：
4. 系统工作频率
系统工作频率FS由下式确定：
5. DIM 调光脚
DIM脚线性调光范围在1.1-3.1V。当不需要调光功能时，DIM脚应接高电平，DIM脚不允许悬空。
6. 芯片布局考虑
电流检测电阻RCS到芯片CS引脚以及GND引脚的连线需尽量粗而短，以减小连线寄生电阻对输出电流精度的影响。
7. MOS 管选择
MOS管的耐压高过最大输出电压的 1.5 倍以上， 最大连续工作电流应是电感最大峰值电流的 2 倍以上。此外，在满足成本的要求下，MOS管的导通电阻RDSON要尽可能的小。另外，高压应用时应选择阈值电压在 2.5V以内的MOS管。通常芯片的驱动电压为 5.5V，低阀值电压可以保证MOS管在VGS电压等于 5.5V时充分导通，达到理想的导通电阻，以减少MOS管损耗。
8. 供电电阻选择
OC5021B LED恒流驱动控制芯片通过供电电阻RVDD（如图2所示）对芯片VDD供电。
其中VDD取 5.5V, IVDD典型值取 2mA，VIN为输入电压。当开关频率设置的较高或者MOS管的 输入电容较大时，芯片工作电流会增大，相应地应减小供电电阻取值。芯片内部接VDD脚的稳压管最大钳位电流不超过 10mA，应注意RVDD的取值不能过小，以 免流入VDD的电流超过允许值，否则需外接稳压管钳位。
9. 过温保护
当芯片内部温度超过140℃以上时，过温调节开始起作用：随温度升高输入峰值电流逐渐减小，从而限制输入功率，增强系统可靠性。
OC5021B LED恒流驱动控制芯片作为一款宽范围输入电压的降压型大功率 LED 恒流驱动控制芯片，适用于对高压汽车大灯的驱动。应用电路简单易于实现，内置智能过温保护、输入电压保护、欠压保护，可靠性高；工作温度-20~＋85℃，可在苛刻的环境中应用。
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