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AP3012,Bias負電壓輸出電源設計,LED背光驅動

AP3012】Bias負電壓輸出電源設計,LED背光驅動

  • AP3012 所屬品牌:ANPEC
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AP3012 詳細介紹
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AP3012】1.5MHz的固定頻率振蕩器,具有電流模式的PWM DC/DC轉換器,AP3012具有內部過壓保護OVP功能,其開關電流達到500mA,AP3012封裝方式為SOT23-5。
AP3012的應用系統,屬于STEP UP的非隔離型DC/DC變換電路,能夠在2.6~16V的電壓條件下工作,輸出的直流電壓透過反饋端的分壓電阻進行控制,得到負載所需的工作電壓,其輸入與輸出的電壓不能相差太小,否則會出現功能異常。
AP3012外圍線路簡單,當輸入電壓為5V、負載為9寸LED背光屏幕時,輸出效率達到86%;AP3012成本低,體積小(SOT23-5),占用PCB面積小;外部僅需要6個組件,1.5MHz的振蕩頻率,使得外圍的電感、電容的值很小,因此能有較低的電路成本;AP3012可提供顯示器所需的BIAS電壓,能夠以恒壓方式驅動LED背光屏幕,也能夠用于LCD屏幕偏壓的產生。
組件分布上,輸入電容、振蕩電感、分壓電阻等盡量靠近AP3012,輸入、輸出的線路盡量粗短,輸出二極管最好使用肖特基二極管,選取ESR小的電容,電感的線圈電阻要小,避免線路損耗大而降低其效率。
 

1、AP3012的性能參數:
AP3012輸入電壓范圍:2.6~16V;
AP3012關斷電流:1uA;
AP3012靜態電流:3.5mA;
AP3012開關電流:500mA;
AP3012開關頻率:1.5MHz;
AP3012過壓保護電壓:29V;
AP3012軟啟動時間:550uS;
AP3012反饋檢測電壓:1.25V,反饋端輸入電流典型值為45nA;
AP3012具有SHDN功能,最高SHDN電壓為1.5V;
AP3012內建過壓保護功能,過壓保護為29V;
AP3012內建軟啟動功能,以降低電路系統的浪涌電流。

2、AP3012的基本應用電路:


圖1 AP3012的基本應用電路

輸出電壓通過下式計算:
VO=1.25*(1+R1/R2)



3、 AP3012對LCD屏W-LED驅動的設計思路:
AG体育 目前在5’-9’LED屏中,其LED的結構為3*5、3*7、3*9(LED串聯數*LED并聯數),這樣,只需要給出3個LED串聯時的點燈電壓,就能夠滿足LED發光要求. 


AG体育 圖2 目前較流行的LCD屏的W-LED架構

W-LED的正向壓降典型值為3.3V,此時三個W-LED串聯,其需要的電壓為9.9V,由于LCD屏對每串聯通路的W-LED電流規格為20mA,在每路的均流電阻上的壓降約為0.2V,要達到LCD屏的點燈規格,此時整個LCD屏要求的輸入電壓為10.1V。這時,調整AP3012電路的分壓電阻,即可以得到需要的電壓值。輸出電壓的計算:VO=1.25*(1+R1/R2)
AP3012對LCD屏W-LED的驅動電路:


圖3 AP3012對LCD屏W-LED的驅動電路

4、 AP3012在LCD屏偏壓電路的應用:
AG体育 (1)、AP3012正負電壓產生電路(一)


AG体育 圖4 AP3012正負電壓產生電路(一)

  本電路結構簡單,但V-比V+約低0.3V,輸出電壓通過分壓電阻進行調節,計算公式:
  VO=1.25*(1+R1/R2)
  (2)、AP3012正負電壓產生電路(二)


圖5 AP3012正負電壓產生電路(二)


本電路比上電路(一)多一個肖特基二極管,但正負電壓較對稱,輸出電壓通過分壓電阻進行調節,計算公式:
VO=1.25*(1+R1/R2)
5、 AP3012的特點:
AP3012的應用系統,屬于非隔離型的DC/DC變換電路,能夠在2.6~16V的電壓條件下工作,輸出的直流電壓通過反饋端的分壓電阻進行控制,得到負載所需的工作電壓。
6、 功耗及關斷的控制:
(一)AP3012的功耗
由于AP3012的電路屬于STEP UP的非隔離型的DC/DC變換電路,因此,其輸入與輸出的電壓不能相差太小,否則會出現功能異常:
對于LCD屏W-LED的驅動,其輸出電壓約為10V,當輸入電壓超過8.5V時,如果此時IC處于Shut Down狀態,其輸入電壓會直接通過升壓電感、肖特基二極管到達輸出端,會使LCD屏W-LED微亮,出現電路不能關斷的狀態。,建議輸入電壓為5V。
輸入電壓過高,還會導致AP3012的功耗增大,發熱嚴重,進而觸發內部的溫度保護電路,使系統工作狀態異常。
(二)AP3012的關斷控制:
AG体育 對于要求輸入電壓低于某個值而關斷輸出的電路,需要考慮對SHUN端的電壓控制,以達到低壓檢測、關斷IC工作的目的,其電路如下:


圖6

R3、R4的選擇:
VIN=V4*(1+R3/R4)
說明:
VIN:被要求的最低關斷電壓;
V4:SHUN的最低要求電壓。
7、 AP3012效率的測試:
測試示意圖:

 
圖7

計算公式:
η=(VIN*IIN/VOUT*IOUT)*100%

8、 AP3012的優勢
AP3012是一個內部具有固定頻率的振蕩器,電流模式的PWM DC/DC轉換器,其外圍線路簡單,驅動能力強,效率高。AP3012的開關電流達到500mA;當輸入電壓為5V、負載為9’LED背光屏時,輸出效率達到86%;
AP3012自身成本低,體積小(SOT23-5),占用PCB面積小;
AP3012的外部僅需要6個元件,由于其高達1.5MHz的振蕩頻率,使得外圍的電感、電容的值很小,整個電路的成本就非常低;
AP3012應用靈活,可以提供顯示屏所需的BIAS電壓,既能夠以恒壓方式驅動LED背光屏, 也能夠用于LCD屏的偏壓的產生。
9、 應用注意
元件排布上,輸入電容、振蕩電感、分壓電阻等盡量靠近AP3012,輸入、輸出的線路盡量粗短,輸出 二極管最好使用肖特基二極管,選取ESR小的電容,電感的線圈電阻要小,避免線路損耗大而降低其效率。               


 


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