具有温度管理控制功能的LED驱动器LM3424及其应用

摘要：介绍了具有温度管理控制功能的LED驱动器LM3424的引脚功能和典型应用电路，并对LED电流检测电路和热能回折电路的工作原理作了工字电感器详细介绍，最后以boost典型应用电路为例，介绍了L343424芯片主要外围元件的选取方法。
关键词：LM3424；热能回折(Thermalfoldbaek)；温度管理；LED

0 引言
LM3424是美国国家半导体推出的具有温度管理与控制功能的一款新品LED驱动器，该驱动器可驱动多达18颗串联的高亮度LED，适用于多
种不同的室内／户外照明系统以及汽车照明应用。在典型的应用情况下，LM3424可输出2 A以上的驱动电流，并可为降压、升压、SEPIC、反激及升／降压拓扑等各类应用提供稳压电流，可适用于4．5～75 V的较宽输入电压范围，而且其内置的PWM控制器可支持高速操作。

1 引脚功能
LM3424采用散热能力更强的2电感器的应用0引脚TSSOP封装形式，其引脚排列如图1所示。各引脚的功能说明如表1所列。

2 工作原理
2．1 平均工作电流
为了更好地理解LM3424的平均电流ILED，可先忽略热能回折电路的影响，在图2所示的LED电流检测电路中，热能回折电路可等效为一
个电流为零的恒流源(ITF=0A)。LM3424使用外接的电流检测电阻(RSNS)串接在LED电路中，它可将LED电流(ILED)转换为电压(VSNS)。引脚HSP和HSN是检测放大器的两个输入端。由运放知识可知，该电路的两引脚的电位相等(VHSP=VHSN)，因此，检测电阻上的电压VSNS即为电阻RHSP上的电压，因此，若ITF=0A，则有：

而用误差放大器可将CSH端的电压控制在恒为1．24V，所以，该电压VSNS的值为：

式中的三个电阻RSNS，RCSH和RHSP并不是任意的，为匹配和减小噪声，建议将电流ICSH设定为100 μA左右。由于这个电流不流经LED，所以并不对LED截止电流和LED电流的调节产生影响。ICSH的值可以大于或小于100μA，但这样会对检测放大器的补偿特性产生一些影响。另外，为尽量减小对检测放大器电压偏移的影响，VSNS的极小值建议取50 mV。

2．2 热能回折(Thermal Foldback)电路
热能回折电路在许多应用中都是很必要的，由于受到实际工作环境的影响，LED的内部温度可能会飙升至极高的水平。而热能回折电路可以监控系统热能，以免温度失控。其电路的热能回折原理特性如图3所示，图中，TBK为温度阈值点，当LED温度高于该值时，即进入非安差模电感全区，LED的寿命及照明效果便会受到影响。而这时，由于LED电流ILED也开始随之减小，减少的电流会使LED的亮度随之下降，但仍然保持在预设范围内，直至操作温度恢复到安全的操作范围内。事实上，采用LM3424芯片可为照明系统的LED设置温度及斜坡断点，从而确保LED停留在安全区内操作。

图2所示的热能回折电路可通过添加到LM3424器件CSH端的电流ITF来实现。当ITF电流增大时，检测放大器的输出电流会相应减小，以使
LED的电流控制在一个较低的值。当ITF=ICSH时，其可到达温度最高点TE电感厂家ND，这时，ILED=0A。

下面分析该电路的具体控制过程。
ITF的大小是由差分电压VDIF决定的(VDIF=VTREF-VTSENSE)，其中VTREF可由RREF1和RREF2分压得到(典型值为2．45 V)。VTSENSE则可由一个NTC电阻得到，由图2可知，若VDIF<0 V，则检测温度小于TBK，差分检测放大器的输出ITF=0，即没有反馈。而检测温度等于TBK时，VDIF =0 V，ITF=0。这时，温度阈值为TBK时的NTC电阻值可由下式得到：

通常可设置RREF1=RREF2，从而有RBIAS=RNTC-BK。若VDIF>0 V(温度高于TBK)，则运算放大器的输出电压值与VDIF相等，所以，RGAIN上的电流(由恒流源的知识可知其与ITF相等)会随着温度的上升而改变，即，ITF为：

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