PT4121 50V降压型 ，高亮度LED恒流控制器

PT4121 应用说明 产品功能 50V 降压型，高亮度恒流控制器 常规应用 DC 输入：12V/24V DC 输出：10V/3A、10V/6A 文件编号 PT4121_A*** 版本 1.0 1.

产品概况 

1.1 特点

 很宽的输入电压范围：6V 到 50V ? 效***达 97% ? 3%的输出电流精度 ? 复用 DIM 引脚进行 LED 开关、模拟调光与 PWM 调光 ? RCS 开路保护 ? LED 开短路保护 ? 热关断保护 ? SOT23-6 封装 

1.2 概述

PT4121 是一款工作在连续电感电流导通模式的降压型恒流控制器，用于驱动一颗或多颗 串联 LED，输出电流精度高达 3%。PT4121 输入电压范围从 6V 到 50V，输出电流可调。其 采用高端电流采样电阻设置 LED 平均电流，并通过 DIM 引脚进行模拟调光和 PWM 调光。 2. 典型应用电路Rs Rs I OUT 0.2 / 2 0.17 0.23 ? ?? ? Rs Rs I OUT 0.2 / 2 0.17 0.23 ? ?? ? 

PT4121 50V降压型 ，高亮度LED恒流控制器 华润矽威科技（上海）有限公司 WWW.CRPOWTECH.COM 第 2 页 PT4121_A***_Rev CH1.0 VIN=24V，Vout=10V，Iout=3A BOM List Item Reference Value Quantity Description Manufacturer 1 C1 10?F 2 CAP SMD 50V 10?F M 1210 Murata 2 C2 NC 3 C3 1?F 1 CAP SMD 10V 1?F K X7R 0805 Murata 4 C4 2.2?F 1 CAP SMD 25V 2.2?F K X7R 1206 Murata 5 R1 0.2Ω 1 RES SMD 1W 0.2ohm F 2512 Yageo 6 R2 0.1Ω 1 RES SMD 1W 0.1ohm F 2512 Yageo 7 R3、R4 0 1 RES SMD 1/8W 0ohm F 0805 Yageo 8 L1 33?H 1 Inductor 33?H 4A 12*12*6.0 Coilcraft 9 D1 SBR8U60P5 1 Diode Schottky POWERDI5 60V 8A Diodes inc. 10 Q1 AOD444 1 TO252 NMOS 60V 12A ALPHA&OMEGA 11 U1 PT4121 1 IC PT4121 SOT23-6 Powtech 3. 工作原理介绍 PT4121和电感（L）、电流采样电阻（RS）、MOSFET形成一个自振荡的连续电感电流模 式的降压型恒流LED控制器。 VIN上电时，电感（L）和电流采样电阻（RS）的初始电流为零，LED输出电流也为零。 这时候，CS比较器的输出为高，功率开关导通，电流通过电感（L）、电流采样电阻（RS）、 LED和功率开关从VIN流到地，电流上升的斜率由VIN、电感（L）和LED压降决定，在RS上 产生一个压差VCSN， 当(VIN-VCSN) > 230mV时，CS比较器的输出变低，功率开关关断， 电流以另一个斜率流过电感（L）、电流采样电阻（RS）、LED和肖特基二极管（D），当(VIN-VCSN)  <170mV时，功率开关重新打开，这样使得在LED上的平均电流为 4. 关键元件参数设计 4.1 输出电流的设置 上述等式成立的前提是 DIM 端悬空或外加 DIM 端电压高于 2.5V（但必须低于 5V）。实际 上，RS 是设定了 LED 的输出电流，通过 DIM 端，LED 实际输出电流能够调小到任意值。 高端电流采样结构使得外部元器件数量很少，采用 1%精度的采样电阻，LED 输出电流控 制在±3%的精度。 4.2 VCC 电容的选择 PT4121的VCC电压为5V，推荐典型耐压值为10V，1μF，X5R或X7R的瓷片电容。当输 出电流很大时，为防止VCC出现欠压导致驱动能力不足，可以适当加大VCC电容来增强栅极 驱动能力。 4.3 MOSFET 的选择 PT4121的Gate输出端需驱动一个外置的NMOS管，MOS管的选型主要需要考虑额定1 ? ? * *(1 ) OUT OUT C OUT IN IN V V I I V V 2 OUT I (1 / ) 1 0.3 OUT IN OUT LED V V V L I fsw ? ? ? ? ? 

PT4121 50V降压型 ，高亮度LED恒流控制器 华润矽威科技（上海）有限公司 WWW.CRPOWTECH.COM 第 3 页 PT4121_A***_Rev CH1.0 电压、额定电流、导通电阻、Qg、VGS(th)等。 4.3.1 Qg 当开关频率≤100KHz时，推荐选择Qg≤25nC的MOSFET；当开关频率≥ 100KHz时，推荐选择Qg≤15nC的MOSFET。 4.3.2 额定电压 针对输入电压为12V或者24V的应用，额定电压为60V的MOSFET可以满 足要求。 4.3.3 VGS(th) 栅极驱动电压为5V，MOS管开启阈值VGS(th)需要小于5V，为了留有充足的 裕量，VGS(th)建议选取2~3V。 4.3.4 导通电阻 输出大电流条件下，为降低导通损耗提高效率，MOS管的导通电阻Rdson 建议选择小于50mΩ(TA=25℃)。 4.3.5 额定电流 输出电流小于3A时，选取额定电流为5~10A的MOSFET；输出电流大于 3A时，选取额定电流为10~20A的MOSFET。 4.4 续流二极管的选择 为了***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。过高的漏电会增 加系统的功率耗散。 AC12V/24V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。 4.5 输入电容 C1 的选择 输入电容需要吸收输入端的开关电流，要求承受充足的纹波电流有效值。输入电容的 纹波电流有效值 IC1 可按如下公式计算： 当输入电压是输出电压的2倍时，IC1，为 。因此，推荐选择纹波电流有效值 大于输出电流的1/2，典型耐压值为50V，容值≥22μF，X7R或者更高等级的瓷片电容。 4.6 电感 L1 的选择 选择电感时，需要考虑以下方面： 1. 选择较低的电感值会提高开关频率，增大开关损耗。大部分应用建议选择开关频率 在100kHz至500kHz（典型值200KHz），建议纹波电流选取大约为开关电流峰值的 30%，则对应的电感L1可通过以下公式计算： 其中 fSW 为开关频率，ILED为 LED 输出电流。 2. 输出电流为 IOUT时，选择的电感的额定饱和电流值大于电感的峰值电流，至少留有 30%的裕量即 ISAT=1.3ILP。电感的峰值电流 ILP可按如下公式计算：* 1 2 * * 1 IN OUT OUT LP OUT sw IN V V V