开关降压型LED恒流驱动器，车灯恒流驱动芯片OC5021B

车灯驱动芯片OC5021B概述

OC5021B 是一款高效率、高精度的降压型大功率 LED 恒流驱动控制芯片。 OC5021B 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。OC5021B 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。在DIM端加PWM信号，可以进行LED灯调光。DIM端同时支持线性调光。 OC5021B 内部集成了 VDD 稳压管以及过温保护电路，减少外围元件并提高系 统可靠性。OC5021B 采用 SOT23-6 封装。

车灯驱动芯片OC5021B特点

◆宽输入电压范围：3.1V~100V

◆高效率：可高达 93%

◆支持 PWM 调光和线性调光

◆最大工作频率：1MHz

◆CS 电压：250mV

◆芯片供电欠压保护：2.6V

◆关断时间可调

◆智能过温保护

◆内置 VDD 稳压管

车灯驱动芯片OC5021B应用领域

◆自行车、电动车、摩托车灯

◆强光手电

◆LED射灯

◆大功率LED照明

◆LED背光

车灯驱动芯片OC5021B典型应用电路图

车灯驱动芯片OC5021B封装及管脚分配

车灯驱动芯片OC5021B管脚描述

车灯驱动芯片OC5021B工作原理

OC5021B 采用峰值电流检测和固定关断时间的控制方式。电路工作在开关管导通和关断 两种状态。参见典型应用电路图，当MOS开关管处于导通状态时，输入电压VIN通过LED 灯、电感L1、MOS开关管、电流检测电阻RCS对电感充电，流过电感的电流随充电时间逐渐增 大，当电流检测电阻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 端变为低电平并关断MOS开关管。当MOS开关管处于关断状态时，电感通过由LED灯、续流二极管以及电感自身组成的环 路对电感储能放电。MOS开关管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。

车灯驱动芯片OC5021B的T_OFF设置

固定关断时间可由连接到TOFF引脚端的电容C_OFF 设定：

T_OFF =0.51∗150KΩ∗(C_OFF +8pF) +T_D

其中T_D=61ns。

如果不外接C_OFF，内部将关断时间设定为650ns。

车灯驱动芯片OC5021B的输出电流设置

LED输出电流由电流采样R_CS以及T_OFF等参数设定：

其中V_LED是LED的正向导通压降，L₁ 是电感值。

车灯驱动芯片OC5021B的外围器件电感取值

为保证系统的输出恒流特性，电感电流应工作在连续模式，要求的最小电感取值为： L₁ >4V_LED ∗T_OFF ∗R_CS

车灯驱动芯片OC5021B的系统工作频率

系统工作频率FS由下式确定：

车灯驱动芯片OC5021B的DIM调光脚

OC5021B可通过DIM脚进行调光。DIM脚支持PWM调光及线性调光。当DIM脚接地，芯 片关断LED输出；当DIM脚电压高过 3.1V，LED输出100%电流。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。在采用线性调光时， DIM脚对地应接一个小电容（例如10nF以上电容）。

车灯驱动芯片OC5021B的芯片PCB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。

车灯驱动芯片OC5021B的外围器件MOS管选择

首先要考虑MOS管的耐压，一般要求MOS管的耐压高过最大输出电压的1.5 倍以上。其 次，根据驱动LED电流的大小以及电感最大峰值电流来选择MOS管的IDS电流。一般MOS管的 IDS最大电流应是电感最大峰值电流的 2 倍以上。此外，MOS管的导通电阻RDSON要小，RDSON 越小，损耗在MOS管上的功率也越小，系统转换效率就越高。

另外，高压应用时应注意选择阈值电压在2.5V以内的MOS管。芯片的工作电源电压决定 了DRV驱动电压。通常芯片的驱动电压为 5.5V，所以应保证MOS管在VGS电压等于 5.5V时导 通内阻足够低。

车灯驱动芯片OC5021B过温保护

当芯片温度过高时，系统会限制输入电流峰值，典型情况下当芯片内部温度超过140 度以 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。