PT4132 高性能升壓式LED驅(qū)動(dòng)芯片應(yīng)用說(shuō)明

PT4132升壓車應(yīng)應(yīng)用方案說(shuō)明資料下載

PT4132_AN01_Rev_CH1.0.pdf

PT4132高性能升壓式LED驅(qū)動(dòng)芯片概況

  PT4132是一款小封裝、高性能的升壓式DC/DC控制器，主要應(yīng)用于LED驅(qū)動(dòng)電源和車燈。PT4132是通過(guò)直接調(diào)節(jié)輸出電流來(lái)驅(qū)動(dòng)LED的，而不是通過(guò)調(diào)節(jié)輸出電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)LED。因此，PT4132可以理想的控制LED的光強(qiáng)度。PT4132通過(guò)一個(gè)外部電阻設(shè)置LED電流，然后可通過(guò)一個(gè)直流電壓或者100Hz～1000Hz的PWM信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)LED電流。PT4132提供了全面的保護(hù)功能，比如功率MOS過(guò)流保護(hù)（OCP）、輸出過(guò)電壓保護(hù)（OVP）、芯片電源欠電壓鎖定（UVLO）、LED開短路保護(hù)等。

高性能升壓式LED車燈驅(qū)動(dòng)芯片PT4132特性

  ●電流模式的PWM控制器具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)

  ●8V至35V的輸入電壓范圍

  ●外部PWM調(diào)光模式

  ●過(guò)電壓保護(hù)

  ●過(guò)電流保護(hù)

  ●欠電壓鎖定（UVLO）

  ●熱關(guān)斷保護(hù)

PWM調(diào)光外置MOS大電流LED車燈驅(qū)動(dòng)片典型應(yīng)用電路

DEMO板LAYOUT，元器件清單
VIN=12V, VOUT=36V, IOUT=1.5A

LED車燈恒流芯片PT4132工作原理介紹

  PT4132是一款采用恒定工作頻率和峰值電流檢測(cè)模式的升壓式LED驅(qū)動(dòng)控制器。在每個(gè)周期開始時(shí)，控制電路打開功率MOSFET給電感充電，使電感電流上升。電流檢測(cè)放大器的輸出疊加一個(gè)穩(wěn)定的斜坡補(bǔ)償后反饋至脈寬調(diào)制器的正輸入端，以防止在脈沖寬度大于50%時(shí)可能產(chǎn)生的諧波振蕩。當(dāng)脈寬調(diào)制器正輸入端的電壓大于誤差放大器的輸出電壓，功率MOSFET關(guān)閉，電感經(jīng)過(guò)續(xù)流二極管給輸出電容充電。

  內(nèi)部200mV的參考電壓和FB反饋電壓是誤差放大器的兩個(gè)輸入端。當(dāng)FB反饋電壓開始下降，誤差放大器的輸出升高，功率MOSFET導(dǎo)通時(shí)間和電感充電時(shí)間增加，從而提高輸出功率。

  逐周期電流保護(hù)功能限制了流過(guò)外部功率MOSFET的最大電流。過(guò)溫保護(hù)功能通過(guò)關(guān)閉外部功率MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以確保系統(tǒng)不會(huì)陷入熱失控狀態(tài)。

PT4132欠電壓鎖定  (UVLO)

  PT4232的VIN引腳提供了一個(gè)遲滯2.1V的欠壓鎖定保護(hù)功能。當(dāng)VIN信號(hào)超過(guò)7.5V時(shí)，PT4132允許芯片進(jìn)入正常工作模式。如果VIN信號(hào)低于5.4V，PT4132進(jìn)入關(guān)斷模式。當(dāng)VIN信號(hào)再次上升至7.5V時(shí)，PT4132解除UVLO狀態(tài)并退出關(guān)斷模式。

PT4132使能控制  (DIM)  

  PT4132可通過(guò)DIM引腳來(lái)控制PT4132的工作狀態(tài)。當(dāng)DIM≥2.8V，PT4132使芯片開始工作；當(dāng)DIM≤1.2V并超過(guò)60ms，PT4132使芯片進(jìn)入關(guān)斷模式。此時(shí)靜態(tài)電流低至170μA（典型值）。

PT4132自啟動(dòng)

PT4132無(wú)需外部使能信號(hào)即可實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)。當(dāng)VIN開始上電時(shí)，內(nèi)部基準(zhǔn)電壓開始建立。當(dāng)VIN電壓超過(guò)UVLO電壓時(shí)，UVLO狀態(tài)解除，PT4132內(nèi)部通過(guò)一個(gè)150KΩ的電阻將DIM信號(hào)上拉。當(dāng)PT4232檢測(cè)到DIM引腳的上升沿信號(hào)，芯片經(jīng)過(guò)200μs延遲后開始啟動(dòng)，此時(shí)內(nèi)部軟啟動(dòng)電路、保護(hù)電路、控制電路等開始工作。在軟啟動(dòng)過(guò)程中，PT4232 軟啟動(dòng)電路開始給CCOMP充電。當(dāng)COMP電壓上升至閾值，外部功率MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號(hào)開始工作，直到FB電壓建立。在軟啟動(dòng)結(jié)束前，COMP的OVP保護(hù)功能被屏蔽。

在軟啟動(dòng)過(guò)程中，如果DIM信號(hào)被拉低，外部功率MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號(hào)將被關(guān)閉。如果DIM信號(hào)被拉低超過(guò)60ms，芯片進(jìn)入關(guān)斷模式。

PT4132在啟動(dòng)過(guò)程中同時(shí)還檢測(cè)系統(tǒng)是否觸發(fā)其他故障功能（UVLO、逐周期OCP、OVP、FB OVP、CS OVP和OTP）。

PT4132啟動(dòng)后，在不驅(qū)動(dòng)MOSFET的前提下，芯片的靜態(tài)電流將增大至500μA（FOSC=220KHz時(shí)的典型值）。

PT4132頻率選擇和過(guò)流保護(hù)  (CS)

  PT4132通過(guò)CS引腳設(shè)置工作頻率和逐周期過(guò)流保護(hù)。

PT4132有三種工作頻率可以設(shè)置。在PT4132給VIN上電時(shí)，芯片通過(guò)檢測(cè)連接至CS引腳的電阻阻值來(lái)選擇不同的工作頻率。

  當(dāng)外部功率MOSFET導(dǎo)通時(shí)，PT4132通過(guò)檢測(cè)CS引腳電壓來(lái)偵測(cè)通過(guò)外部功率MOSFET的電流。RMOS可設(shè)置每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)通過(guò)外部功率MOSFET的最大電流。

  當(dāng)芯片檢測(cè)到CS引腳的電壓超過(guò)閾值，PT4132關(guān)閉外部功率MOSFET直到下個(gè)時(shí)鐘周期開始。在最小導(dǎo)通時(shí)間（典型值300ns）內(nèi)，如果芯片檢測(cè)到CS引腳的電壓超過(guò)閾值，PT4132不會(huì)關(guān)閉外部功率MOSFET直到最小導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束。

  LED電流調(diào)節(jié)是通過(guò)檢測(cè)FB和GND之間電流感應(yīng)電阻上的電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的。誤差放大器通過(guò)向COMP引腳驅(qū)動(dòng)或者吸收電流來(lái)調(diào)節(jié)不同負(fù)載條件下所需的電感電流。將斜坡補(bǔ)償信號(hào)疊加到電流檢測(cè)信號(hào)中可以改善芯片工作在高占空比狀態(tài)下的穩(wěn)定性。

 LED平均電流的計(jì)算公式如下：

  在輕載模式，PT4132自動(dòng)進(jìn)入跳周期模式，以提高效率并防止輸出電壓升高。在跳周期模式，功率MOSFET開啟時(shí)間為最小導(dǎo)通時(shí)間（典型值300ns），然后將存儲(chǔ)在電感上的能量傳輸?shù)捷敵鲭娙萆?。除非輸出?fù)載需要開啟另一個(gè)脈沖來(lái)供電，否則功率MOSFET將一直關(guān)閉。

PT4132調(diào)光控制  (DIM)

  在DIM引腳提供不同占空比的信號(hào)可調(diào)節(jié)LED的亮度。此時(shí)，將LED陰極的調(diào)光MOS柵極連接至DIM引腳可改善調(diào)光性能。PT4132可接收的外部脈寬調(diào)制信號(hào)的范圍為100Hz～1000Hz。

PT4132過(guò)壓保護(hù)  (OVP)

當(dāng)OVP引腳的信號(hào)高于內(nèi)部閾值（典型值2.0V）時(shí)，PT4132關(guān)閉功率MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)OVP引腳的信號(hào)低于內(nèi)部閾值（典型值1.95V）時(shí)，PT4132恢復(fù)功率MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)LED發(fā)生失效而開路時(shí)，經(jīng)過(guò)LED和FB電流感應(yīng)電阻RFB的電流將接近于0。這將導(dǎo)致控制器工作在最大占空比狀態(tài)，輸出電壓被迅速抬高。如果通過(guò)OVP引腳偵測(cè)輸出電壓，當(dāng)輸出電壓超出設(shè)定的值時(shí)，外部功率MOSFET將被關(guān)閉。當(dāng)輸出電壓低于設(shè)定值時(shí)，芯片恢復(fù)工作。

PT4132熱關(guān)斷保護(hù)

當(dāng)芯片的結(jié)溫超過(guò)160度時(shí)，PT4132關(guān)閉功率MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號(hào)直到結(jié)溫降低至140度以下。PT4132過(guò)溫恢復(fù)時(shí)不會(huì)再次軟啟動(dòng)。

LED陰極對(duì)地短路保護(hù)  (COMP OVP)

當(dāng)LED陰極對(duì)地發(fā)生短路，F(xiàn)B對(duì)GND電壓為0，誤差放大器輸出持續(xù)對(duì)COMP充電，COMP電壓升高，功率MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比上升，LED電流增大，輸出電壓升高。如果芯片在觸發(fā)輸出電壓的OVP之前先觸發(fā)逐周期過(guò)流保護(hù)，功率MOSFET會(huì)先關(guān)閉，然后在下一個(gè)周期再次打開。在這種模式下，LED將工作在持續(xù)的大電流條件下，導(dǎo)致LED、二極管和MOSFET溫度升高并造成永久性傷害。因此，PT4132同時(shí)還監(jiān)測(cè)COMP引腳電壓。如果COMP持續(xù)超過(guò)3.7V（典型值）16000個(gè)工作周期，芯片將進(jìn)入關(guān)斷模式，經(jīng)過(guò)16000個(gè)工作周期后退出關(guān)斷模式。

PT4132外圍元件二極管和電感短路保護(hù)  (CS OVP)

當(dāng)二極管或者電感發(fā)生短路時(shí)，如果PT4132還在持續(xù)工作，功率MOSFET上的電流將會(huì)顯著增加，從而導(dǎo)致永久性損傷。PT4132將持續(xù)逐周期檢測(cè)CS信號(hào)。如果CS信號(hào)在最小導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)持續(xù)高于1.0V（典型值）超過(guò)7個(gè)工作周期（最大21個(gè)工作周期），芯片將發(fā)生閉鎖以防止MOSFET永久性損壞直到VIN被重置。

PT4132 引腳FB過(guò)壓保護(hù)

當(dāng)芯片開始工作，PT4132一直偵測(cè)FB引腳的電壓。當(dāng)FB引腳電壓超過(guò)1V，PT4132將關(guān)閉外部功率MOSFET并拉低DIM信號(hào)。DIM信號(hào)被拉低超過(guò)60ms，F(xiàn)B  OVP信號(hào)及DIM低電平信號(hào)將被解除。

當(dāng)LED發(fā)生短路時(shí)，  FB引腳檢測(cè)到超過(guò)1V的電壓，PT4132關(guān)閉外部功率MOSFET和調(diào)光MOSFET，經(jīng)過(guò)60ms后恢復(fù)功率MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號(hào)并打開調(diào)光MOSFET。如果LED短路狀態(tài)被解除，  PT4132將恢復(fù)正常工作，如果LED短路狀態(tài)未解除，PT4132將再次觸發(fā)FB OVP。

在LED發(fā)生短路的瞬間，由于調(diào)光MOS存在寄生電容Cgd，調(diào)光MOS的柵極電壓會(huì)被瞬間抬高。在調(diào)光MOS柵極并聯(lián)一個(gè)齊納二極管到GND，可吸收該瞬間脈沖，以防止芯片DIM引腳被擊穿。

PT4132工作頻率fOSC設(shè)置

 PT4132有三種頻率可以設(shè)置，在對(duì)元器件體積和成本有限制的應(yīng)用場(chǎng)合，用戶可選擇使芯片工作在最高的頻率狀態(tài)。此時(shí)，系統(tǒng)對(duì)電感的感值和額定電流、電容的容值和額度電流等要求較低。但是，系統(tǒng)的開關(guān)損耗將會(huì)增加，容易引入干擾，在元器件選擇和PCB布局時(shí)需特別注意。芯片工作在較低的頻率時(shí)開關(guān)損耗較低，EMI特性較好。用戶可根據(jù)自身需求選擇不同的工作頻率。

 如果用戶需要使系統(tǒng)能夠切換工作頻率，可通過(guò)MOS開關(guān)選擇接入不同的R_OSC。R_OSC改變后工作頻率不會(huì)立刻發(fā)生變化，需對(duì)VIN引腳進(jìn)行復(fù)位后工作頻率才會(huì)發(fā)生改變。

PT4132應(yīng)用LED電流的設(shè)置

  LED工作的電流是通過(guò)R_FB來(lái)設(shè)置的。當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定后，R_FB 兩端的電壓與內(nèi)部基準(zhǔn)電壓相等，故LED的電流計(jì)算公式如下：

  R_FB的精度將影響LED電流的精度，推薦使用1%精度及以下的電阻。當(dāng)LED 電流較大時(shí)，R_FB的損耗將增大，此時(shí)需使用合適封裝的電阻，以免電阻過(guò)熱影響LED電流精度。

  對(duì)于特定輸出功率的應(yīng)用，用戶可選擇LED串聯(lián)或者并聯(lián)使用。當(dāng)LED串聯(lián)時(shí)輸出為高壓小電流；當(dāng)LED并聯(lián)時(shí)輸出為低壓大電流。此時(shí)，系統(tǒng)對(duì)輸出電容、MOSFET和肖特基二極管的要求將各不相同。

 在輸出電壓與輸入電壓較為接近或者輸出功率較小時(shí)，因?yàn)镸OS驅(qū)動(dòng)信號(hào)有最小導(dǎo)通時(shí)間（典型值300ns）的限制，芯片會(huì)進(jìn)入跳周期工作模式工作周期下降，輸出紋波增大。若客戶應(yīng)用條件對(duì)跳周期模式比較敏感，不推薦將PT4132應(yīng)用在輸出電壓與輸入電壓較為接近和輸出功率較小的場(chǎng)合。

PT4132工作電壓的選擇

  PT4132采用的Boost架構(gòu)，系統(tǒng)的輸入電壓V_IN 需要比輸出電壓V_OUT低。芯片的VIN引腳通常直接連接至系統(tǒng)的輸入電壓VIN，其推薦的工作電壓范圍為8V～35V。芯片有UVLO功能，故最低工作電壓不得低于8V。芯片VIN引腳的耐壓值為40V，設(shè)計(jì)時(shí)需保有一定的裕量，以防止連接線、PCB和芯片封裝等的寄生參數(shù)在芯片開關(guān)工作時(shí)產(chǎn)生的Ring超過(guò)40V，故推薦的最高工作電壓不宜超過(guò)35V。

如果系統(tǒng)的輸入電壓VIN 超過(guò)35V，則芯片的V_IN引腳不能直接連接到系統(tǒng)的輸入端。一般情況下，系統(tǒng)輸入電壓VIN 經(jīng)過(guò)電阻分壓，并經(jīng)過(guò)電容C_VIN后即可給VIN引腳供電。芯片在驅(qū)動(dòng)MOS時(shí)工作電流會(huì)增大，故分壓電阻不宜過(guò)大，否則在芯片驅(qū)動(dòng)MOS開關(guān)時(shí)分壓電阻限制了系統(tǒng)輸入電壓V_IN 對(duì)C_VIN充電的電流而導(dǎo)致VIN引腳的電壓不斷降低直至觸發(fā)UVLO。

  系統(tǒng)輸入輸出電壓決定了芯片工作時(shí)GATE的脈沖寬度，估算公式如下：

PT4132外圍元件功率電感L的選擇

根據(jù)不同的工作頻率，用戶可選擇使用不同感量的功率電感，推薦的感量范圍為10μH～47μH。選用的電感感量越大，則紋波電流越小，感量越小則紋波電流越大。電感電流峰峰值估算公式如下：

電感電流峰值估算公式如下：

電感電流峰值估算公式如下：

功率電感的飽和電流需大于電感電流峰值I_pk,否則功率電感易發(fā)生飽和而使電感感量發(fā)生變化，導(dǎo)致電感電流發(fā)生畸變，影響系統(tǒng)穩(wěn)定工作，甚至觸發(fā)芯片保護(hù)功能或造成永久性損傷。

  功率電感的直流導(dǎo)通阻抗DCR在芯片工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生損耗而使電感發(fā)熱。建議用戶使用DCR較小的電感，以免電感過(guò)熱導(dǎo)致感量發(fā)生偏移，使系統(tǒng)工作狀態(tài)發(fā)生改變。

PT4132外置功率MOS的選擇

  功率MOS選擇時(shí)需要考慮額定工作電流I_D、漏源極耐壓值V_DS、導(dǎo)通電阻R_{DS_ON}、柵極電荷Q_g或輸入電容C_ISS、柵源極耐壓值V_GS等。

  功率MOS的額定工作電流不宜低于電感電流峰值I_pk。在選擇MOS時(shí)需注意系統(tǒng)工作的環(huán)境溫度，MOS溫度較高時(shí)其額定工作電流會(huì)下降。

  功率MOS的漏源極耐壓值V_DS需高于輸出電壓V_OUT并留有至少20%以上的裕量，以防止MOS漏極在開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的Overshoot超過(guò)MOS的漏源極耐壓值而將MOS擊穿。該Overshoot也可以通過(guò)增加一個(gè)對(duì)地的RC串聯(lián)電路（Snubber電路）吸收，但是會(huì)增加額外的損耗。

  芯片的驅(qū)動(dòng)信號(hào)GATE的高電平在VIN引腳電壓小于10V時(shí)等于VIN引腳電壓，在VIN引腳電壓大于10V時(shí)等于10V。功率MOS的柵源極耐壓值V_GS需大于10V。

 導(dǎo)通電阻R_{DS_ON}和柵極電荷Q_g 決定了功率MOS的導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗。功率MOS的總損耗、封裝和環(huán)溫將決定MOS工作時(shí)的結(jié)溫，設(shè)計(jì)時(shí)需綜合考量。

 功率MOS的輸入電容C_ISS 還影響芯片工作時(shí)VIN引腳所需提供的電流I_DD。C_ISS 越大，I_DD越大，MOS開關(guān)速度越慢，開關(guān)損耗越大；C_ISS 越小，I_DD越小，MOS開關(guān)速度越快，開關(guān)Noise越大。推薦的C_ISS 范圍為100pF～1000pF。

PT4132外圍元件續(xù)流二極管D的選擇

續(xù)流二極管D建議使用正向?qū)▔航礦_F較低的肖特基二極管，在選擇時(shí)需要考慮額定電流I_(AV)和反向耐壓V_RRM。額定電流I_(AV)不宜低于電感電流峰值I_pk。反向耐壓V_RRM需高于輸出電壓V_OUT并留有一定的裕量。

PT4132輸出電容COUT的選擇

  輸出電容C_OUT將決定LED上的紋波電壓V_RMS并影響LED電流I_LED的精度。在GATE為高電平時(shí)，MOS導(dǎo)通，此時(shí)C_OUT單獨(dú)為L(zhǎng)ED供電，導(dǎo)致V_OUT電壓下降，引起輸出紋波。如果用戶對(duì)V_RMS有要求，則C_OUT的容值估算公式如下：

同時(shí)C_OUT的耐壓值必須大于輸出電壓V_OUT。 C_OUT可使用陶瓷電容，也可以使用電解電容。在輸出電流較大時(shí)推薦使用電解電容，以免紋波過(guò)大而引起陶瓷電容嘯叫。在選擇使用電解電容時(shí)需注意選擇合適的額定工作電流I_RMS的電解電容。

I_RMS的估算公式如下：

如果忽略功率損耗，則計(jì)算公式如下：

對(duì)于調(diào)光應(yīng)用，如果不使用調(diào)光MOS，當(dāng)DIM信號(hào)為低電平時(shí)，C_OUT單獨(dú)為L(zhǎng)ED供電，導(dǎo)致V_OUT電壓下降，引起輸出紋波增大。此時(shí)，如果用戶對(duì)V_RMS有要求，則C_OUT的容值估算公式如下：

其中，f_DIM為調(diào)光頻率，D_{DIM_MIN}為調(diào)光信號(hào)的最小占空比。

PT4132輸入電容CIN 的選擇

為了降低電感的紋波電流對(duì)系統(tǒng)輸入電壓V_IN的干擾，在輸入端增加一個(gè)濾波電容C_IN 往往是必要的。如果電感電流的峰峰值I_pk-pk較小，C_IN 使用4.7μF～22μF的陶瓷電容即可。如果電感電流的峰峰值I_pk-pk較大，陶瓷電容無(wú)法提供更大的容值，此時(shí)可以選擇電解電容。選擇電解電容時(shí)，需注意電解電容的額定工作電流I_RMS必須大于電感電流的峰峰值I_pk-pk的1/4。

使用陶瓷電容時(shí)，輸入電壓紋波不宜超過(guò)0.8V，否則易引起陶瓷電容嘯叫。

PT4132芯片濾波電容C_VIN

芯片通過(guò)VIN引腳供電，穩(wěn)定的VIN引腳電壓對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性有很大的幫助。推薦在靠近VIN引腳的地方放置一個(gè)0.1μF～1μF的陶瓷電容進(jìn)行濾波。

PT4132芯片OVP的設(shè)置

  芯片將OVP引腳的輸入電壓與芯片內(nèi)部2.0V的基準(zhǔn)電壓做比較來(lái)判斷是否觸發(fā)OVP功能。用戶可將輸出電壓經(jīng)電阻分壓后連接至OVP引腳，以實(shí)現(xiàn)輸出過(guò)壓檢測(cè)功能。輸出過(guò)壓保護(hù)點(diǎn)V_OVP的計(jì)算公式如下：

  用戶可根據(jù)以上公式選擇合適的分壓電阻來(lái)設(shè)置過(guò)壓保護(hù)點(diǎn)。需注意的是，OVP引腳是內(nèi)部比較器的輸入端，屬于高阻抗節(jié)點(diǎn)，R_{OVP_L}不宜設(shè)置過(guò)大，否則在PCB表面受污染或受潮的情況下，OVP網(wǎng)絡(luò)與距離其較近的高壓網(wǎng)絡(luò)之間易產(chǎn)生MΩ級(jí)阻抗，從而誤觸發(fā)OVP功能。推薦的R_{OVP_L}為10KΩ～47KΩ，如果在應(yīng)用條件下PCB極易受污染或者受潮，則需適當(dāng)降低R_{OVP_L}的值。但是該值不宜過(guò)低，否則分壓電阻將產(chǎn)生較大的損壞。

OVP引腳的過(guò)壓保護(hù)功能不局限于輸出電壓，也可應(yīng)用于其他電壓網(wǎng)絡(luò)，如輸入電壓等，亦可多個(gè)電壓網(wǎng)絡(luò)共用，只需將電阻分壓點(diǎn)經(jīng)過(guò)二極管后再連接至OVP引腳即可。

PT4132芯片MOS限流電阻R_MOS的設(shè)置

  在線路中R_MOS與MOS串聯(lián)，用于檢測(cè)經(jīng)過(guò)MOS的電流，其一端接地，另外一端經(jīng)過(guò)R_OSC連接至CS引腳。在正常工作時(shí)，CS引腳檢測(cè)R_MOS兩端的電壓。當(dāng)經(jīng)過(guò)MOS的電流過(guò)大時(shí)，CS引腳

  將檢測(cè)到超過(guò)300mV 的電壓，芯片將立即關(guān)閉MOS的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，直到下個(gè)時(shí)鐘周期開始再次檢測(cè)CS引腳電壓。

  MOSFET過(guò)流保護(hù)的限制電流計(jì)算如下：

I_MOS可比MOS的額定電流I_D稍大，但是不能超過(guò)MOS的最大脈沖電流I_DM。

PT4132芯片 COMP補(bǔ)償設(shè)置

  COMP引腳需對(duì)地連接一個(gè)RC串聯(lián)電路，為反饋環(huán)路增加一個(gè)零點(diǎn)，以增加帶寬。推薦的R_COMP為2.2KΩ，C_COMP為10nF。

除此之外，COMP引腳還用于軟啟動(dòng)和調(diào)光應(yīng)用。在軟啟動(dòng)時(shí)，芯片內(nèi)部以一個(gè)μA級(jí)的電流源給C_COMP充電，以防止輸出過(guò)沖。C_COMP越大，R_COMP越小，軟啟動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)。在調(diào)光應(yīng)用時(shí)，當(dāng)DIM信號(hào)為低電平時(shí)，芯片將誤差放大器輸出與COMP斷開，C_COMP可維持COMP引腳電壓。當(dāng)DIM信號(hào)為高電平時(shí)，誤差放大器輸出與COMP重新連接，C_COMP維持的電壓可幫助電感電流快速建立。如果想進(jìn)一步加快電感電流的建立，可適當(dāng)增大R_COMP，使誤差放大器輸出的μA級(jí)電流在R_COMP上產(chǎn)生壓差，進(jìn)一步抬高PWM比較器負(fù)輸入端的電壓，增大功率MOS驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比，加快電感電流的建立。

PT4132芯片調(diào)光應(yīng)用

  DIM引腳是芯片的PWM調(diào)光引腳，其耐壓值為7V，故推薦的調(diào)光信號(hào)高電平為5V。

  在DIM引腳提供100Hz~1000Hz的脈沖信號(hào)可對(duì)輸出電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。在LED 負(fù)極串聯(lián)的調(diào)光MOS可以保證脈沖信號(hào)的占空比和輸出電流有極好的線性度，否則在輸出電流較小時(shí)，線性度較差。其主要原因是，在調(diào)光信號(hào)為低電平時(shí)，輸出電容持續(xù)為L(zhǎng)ED提供電流，使整體的平均電流抬高。而輸出電流較大時(shí)，輸出電容可為L(zhǎng)ED提供電流的時(shí)間較短，對(duì)整體的平均電流影響較小。

  在芯片工作頻率較低，調(diào)光信號(hào)頻率較高時(shí)，如果調(diào)光信號(hào)脈沖寬度低至不足一個(gè)工作周期時(shí)，往往會(huì)發(fā)生MOS驅(qū)動(dòng)信號(hào)還未來(lái)得及打開，調(diào)光信號(hào)就已經(jīng)為低電平了。此時(shí)，少數(shù)周期內(nèi)會(huì)出現(xiàn)沒(méi)有給電感充電的現(xiàn)象，LED就會(huì)發(fā)生閃爍。故不推薦用戶在芯片工作頻率低，調(diào)光信號(hào)頻率高的情況下使用低于1%的調(diào)光占空比來(lái)進(jìn)行調(diào)光。在此條件下，增大輸出電容略有改善，但無(wú)法完全消除。

若使用調(diào)光信號(hào)來(lái)啟動(dòng)芯片，在調(diào)光信號(hào)為低電平時(shí)，MOS驅(qū)動(dòng)信號(hào)也會(huì)關(guān)閉，軟啟動(dòng)的時(shí)間將會(huì)拉長(zhǎng)。特別是使用小占空比信號(hào)來(lái)調(diào)光，為了使輸出電壓及時(shí)建立，在調(diào)光信號(hào)為高電平的時(shí)間內(nèi)，電感電流往往會(huì)沖高。此時(shí)，若R_MOS設(shè)置過(guò)小，功率MOS的電流可能會(huì)過(guò)高導(dǎo)致功率MOS硬損傷。若R_MOS設(shè)置過(guò)大，電感電流在最小導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)往往會(huì)沖的過(guò)高而誤觸發(fā)FB的OVP保護(hù)。或者觸發(fā)逐周期限流保護(hù)而無(wú)法完成軟啟動(dòng)。用戶需根據(jù)自身的實(shí)際應(yīng)用條件來(lái)調(diào)節(jié)R_MOS。

  另外，調(diào)光應(yīng)用時(shí)需增大輸出電容以減小輸出紋波。

PT4132芯片應(yīng)用設(shè)計(jì)PCB Layout注意事項(xiàng)

 ① 盡量按照電路圖示意去區(qū)分信號(hào)地和功率地。

 ② VIN引腳的濾波電容CVIN盡量靠近VIN引腳和GND引腳，且保持最短連接，最好在同一層。

 ③  輸入電容CIN 和輸出電容COUT的地均為功率地，盡量保持最短連接，如果可以使用獨(dú)立的GND層效果更好。

 ④  功率電感L的輸入端盡量靠近輸入電容CIN 的正端。電感的輸出端和MOS的漏極、二極管D的正極相連，是最主要的干擾源，布局時(shí)需保持盡可能靠近，并                用敷銅連接。該敷銅最好用GND包圍以降低干擾。電感兩PAD之間盡量留有一定空鋪地，以減小電感的寄生電容。

 ⑤  RFB盡量靠近芯片F(xiàn)B引腳，以防止可能引入的干擾，保證LED電流精度。

 ⑥  盡可能減小功率回路的面積，以降低可能產(chǎn)生的EMI。

 ⑦  功率元件電感L、二極管D、MOS等如需散熱，可增大焊盤面積或者與之相連的敷銅面積，以降低熱沉。

PT4132應(yīng)用注意事項(xiàng)

1.  在軟啟動(dòng)過(guò)程中，COMP過(guò)壓保護(hù)功能被屏蔽，如果此時(shí)發(fā)生FB短路，軟啟動(dòng)不會(huì)結(jié)束，此時(shí)只能通過(guò)CS引腳的逐周期限流功能進(jìn)行保護(hù)。

2.  在調(diào)光信號(hào)為低電平時(shí)，COMP引腳和誤差放大器輸出斷開，此時(shí)誤差放大器輸出被鉗位，COMP過(guò)壓保護(hù)功能被屏蔽。如果此時(shí)發(fā)生FB短路，將無(wú)法觸發(fā)            COMP過(guò)壓保護(hù)，此時(shí)只能通過(guò)CS引腳的逐周期限流功能進(jìn)行保護(hù)。

3.  芯片內(nèi)部使用的是高壓bandgap架構(gòu)，所有內(nèi)部基準(zhǔn)電壓都會(huì)隨輸入電壓的增大而略有增大。如果用戶對(duì)芯片工作頻率、LED電流、過(guò)壓保護(hù)點(diǎn)等參數(shù)的精
度要求很高，請(qǐng)盡可能保證VIN引腳的輸入電壓足夠穩(wěn)定。理想的情況下，可將系統(tǒng)輸入電壓經(jīng)過(guò)LDO或者TL431穩(wěn)壓至后給VIN引腳供電。

  4. 在輸出功率較大時(shí)，所有功率元件在選型時(shí)需重點(diǎn)考慮熱設(shè)計(jì)，以改善系統(tǒng)的可靠性。