高压、可调恒流LED驱动器MAX16800及其应用

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MAX16800是MAXIM公司2005年8月份推出的器件，是一种可工作于高电压、可设定恒流输出的高亮度白色LED驱动器。该器件主要特 点：工作电压范围6.5～40V；恒流输出范围35～350mA；输出电流精度可达±3.5％；内部集成了低压差恒流调整管，其压差典型值 为0.5V；另有输出5V、4mA线性稳压器给内部电路供电；过热关闭保护；外部有电流检测电阻及内部差动电流检测放大器，形成控制回路，使LED电流稳 定；有EN端作选通及输入PWM信号作调光（EN接低电平时，耗电典型值12μA）；小尺寸有加强散热功能的16管脚TQFN封装；工作温度范围 -40～+125℃。

        该器件主要应用于汽车内部或外部设备照明灯，警灯、导航指示器及仪表板的背光灯、通用照明灯、信号灯及闪光灯等。

管脚排列与功能

        MAX16800的管脚排列如图1所示，各管脚功能如表1所示。

图1 MAX16800的封装与管脚排列

表1 各管脚功能

注：器件底部中间有散热垫，要与地平面连接，用于散热，不能仅用作与地连接。

工作原理简介

        MAX16800的内部结构框图如图2所示。它由差动电流检测放大器（外部接电流检测电阻RSENSE）、误差放大器、MOSFET驱动器、调整管（N沟道功率MOSFET）、基准电压源、5V线性稳压电源、使能（片选）控制电路及过热关闭保护电路组成。

图2 MAX16800的结构框图

         图中CIN、COUT是5V线性稳压器的输入、输出电容，LED1，LED2，…，LEDN为负载、RSENSE为电流检测电阻（负载电流ILED流过RSENSE时，在CS+及CS-两端产生的电压正比于ILED，此电压输入电流检测入大器）。

        其工作原理：上电后，若EN端施加高电平，电路工作，根据设定的ILED电流确定了相应的RSENSE值。在RSENSE两端产生的电压 （ILED×RSENSE）往CS+、CS-输入差动电流检测放大器，其输出电压正比于ILED；此电压输入误差放大器反相端，其同相端接基 准电压，误差放大器的输出电压经升压式MOSFET驱动器来驱动调整管（N沟道MOSFET），使有一定的VGS，保证相应的ID（即ILED）。

        若VIN ↓→ILED ↓→ILED×RSENSE↓→电流检测放大器输出电压↓→ 误差放大器输出电压 ↑→升压式MOSFET驱动器的输出电压 ↑→VGS↑→ID↑（即ILED↑）。这个反馈控制回路保证负载电流ILED基本不变， 实现恒流驱动LED。

应用电路

        图2就是多个串联LED的驱动电路。其中RSENSE与ILED的关系：

        RSENSE=204mV/ILED

        ILED的范围为35～350mA。例如，ILED设定为200mA，RSENSE=1.02Ω,可取标准阻值1.0Ω（精度1％、1/4W）。

        VIN大小与串联的LED数及其正向压降VF有关：

        VIN≥NVF+ILED×RSENSE+1.2V

        式中，N为LED数，VF为LED的正向电压，1.2V为MOSFET的管压降（在VIN<12V时要加1.5V）。因为ILED×RSENSE这一项很小，一般可略去。最小的VIN为6.5V，最大的VIN为 40V。

        在调光时，可以在EN端输入低频PWM信号，改变其脉冲宽度（改变占空比）来调节LED的亮度（占空比大时亮度大），如图3所示。

图3 PWM信号调光

         一种用作闪光灯的电路如图4所示。在EN端加一个正脉冲时，LED发出闪光脉冲，脉冲电流值可大于连续工作电流350mA。

图4 闪光灯电路图