LED驱动电路设计课程__第4章

4.3.1 电压基准
NCP3063、NCP3064内部电压基准为 1.25V，精度±1.5%和±2%（NCP的B系 列和NCV系列），专门提供内部电压基准 （没有基准电压引出端），送到反馈电压 比较器的同相端。
CT
381.6 106 343 1012 f OSC
4.3.2 振荡器
与MC34063相比不同的是：MC34063不带有过 热保护电路，而NCP3063、NCP3064则增添了 过热保护电路，这样，在使用NCP3063、 NCP3064可以不用担心其是否会因芯片过热而烧 毁；与MC34063相比，电流比较器虽然没有变化 NCP3063、NCP3064，但是其内置偏置电压从 MC34063的0.3V降低到NCP3063、NCP3064的 0.2V，这样可以进一步减小检测电路的损耗；在 MC34063的原理框图中，似乎看不到电流比较器， 其电流比较器与振荡器集于一体，因此不清楚电 流比较器对振荡器工作有何影响。在NCP3063、 NCP3064的原理框图中，有了明显的电流比较器 和锁存器，因此NCP3063、NCP3064的电流比 较原理更加明了。
MC34063、NCP3063、NCP3064 内部结构
可以看到，MC34063、NCP3063、 NCP3064外引脚功能基本没有变，只是管 脚8由MC34063的驱动集电极变为 NCP3063的空脚和NCP3064的外控制通/断 管脚，以方便控制输出级是否工作；输出 级电路形式NCP3063、NCP3064与 MC34063相同，还是复合晶体管结构；基 准电压和与基准电压相连的比较器 NCP3063、NCP3064与 MC34063仍然一 样，最终控制控制输出级开关的锁存器。
阈值电压 TA=25℃ NCP3063 NCP3063B，NCV3063 阈值电压的源效应（VCC=5.0~40V）
输入偏置电流（Vin=Vth）
Vth
精度 精度 -1.5 -2
1.250
+1.5 +2
V
% %
Regline
ICIIin
-6.0
2.0
6.0
+1000
mV
nA
-100 1000
整个器件
fosc
Ichg Idischg
110
150
275 165 0 6.0 200
190
kH z
μA μA
Idischg/ 5.2 Ichg Vipk(sense) 165
6.5 235 m V
NCP3063、NCP3064的一般电参数
输出级开关管 达林顿连接状态时饱和电压 (ISW=1.0A,Pin1，8连接) VCE(sat) 1.0 1.3 V
式中单位为：CT法拉，fOSC赫兹。
定时电容器正常工作时的电压波形
典型工作电压波形
在反馈比较器输出高电位、IPK比较器输出 低电位的条件下定时电容器的充电过程对 应输出开关管导通，定时电容器放电对应 输出开关管关断。
4.3.3 反馈比较器与锁存器
NCP3063、NCP3064中的反馈比较器的作用类 似于一般PWM控制器中的误差放大器。如果反馈 比较器输出高电平在定时电容器充电之前，则在 定时电容器充电过程中，即使反馈比较器输出有 高电平转换为低电平，则在本定时电容器的充电 过程中，输出级开关管仍维持导通，在定时电容 器放电过程，开关管被关断；如果反馈比较器输 出低电平维持到下一个定时电容器的充电过程， 则由于反馈比较器输出低电平，输出级开关管不 能开通，维持关断状态；如果在定时电容器充电 过程中，反馈比较器输出有低电位转换为高电位， 则输出级开关管在反馈比较器输出转换为高电位 时开通，并维持到定时电容器开始放电。
4.3.4 电流限制检测与锁存器
与反馈比较器不同，电流限制比较器只要 输出高电平（肯定是在开关管的开通期 间），则立即将输出级开关管关断，直到 下一个定时电容器充电过程才将输出级开 关管开放。从这里可以看到，电流限制比 较器的优先级要比反馈比较器高，也比定 时电容器充电的优先级高，只要出现电流 达到电流限制阈值，立即关断输出级开关 管。
4.4.1 降压型HB LED驱动电路设计
应用NCP3063构成的单只HB LED驱动电路
应用NCP3063构成的单只HB LED 驱动电路元件明细表元件明细表
元件名称 元件参数 元件名 称 R201 R202 R203 元件参数
L201 VD201 C202
47μH，Isat＞1.5A 1A/40V肖特基二极管 220μF/50V低ESR
NCP3063和NCP3064的极限参数
额定 芯片电源（管脚6）电压 比较器输入（管脚5）电压 符号 VCC VCII 量值 0~40 -0.2~+VCC 0~+40 -0.6~VCC 单位 V Vdc Vdc Vdc
开关管集电极（管脚1）电压 VSWC 开关管发射极（管脚2）电压 VSWE （晶体管关断） 开关管集电极-发射极（管脚 1-2）电压 开关管电流 VSWCE
电源电流 （VCC=5.0~40V,CT=2.2nF,VPin7=VCC, VPin5＞Vth,VPin2=GND,其它管脚开路） ICC 7.0 mA
过热保护阈值
迟滞
160
10
℃
℃
NCP3063、NCP3064振荡频率、 导通电压降
NCP3043、NCP3044的两个阈值电 压与结温的关系
NCP3063、NCP3064待机电流与电 源电压的关系
第4章 廉价的DC/DC芯片实现的 高亮度（HB）LED驱动电路的设 计详解
MC34063以其功能齐全、价格低廉而得到广泛应 用，也可以应用在HB LED驱动电路中，然而 MC34063毕竟是30年前的技术产物，在电力电子 元器件性能与30年前相比得到了极大的飞跃后， MC34063的一些性能显得有些不适应，需要一种 既像MC34063那样价格低廉同时性能又得到飞跃 性的提高的单芯片DC/DC变换器和HB LED驱动 芯片，这就是NCP3063、NCP3064、NCP3065、 NCP3066。这些器件都是MC34063的升级版芯 片，在价格上与MC34063基本相同。
4.3 NCP3063、NCP3064的内部工 作原理
可以看到：NCP3063、NCP3064由内部电 压基准、振荡器、比较器与锁存器、电流 限制检测与锁存器、输出级构成和过热保 护构成，另外NCP3064还有外部控制通断 功能。 NCP3063、NCP3064具有逐周电流限制功 能，可以工作在逐周电流限制工作状态， 这样不仅可以用MC34063实现非绝缘的 DC/DC变换和稳压，而且还可以实现 DC/DC稳流工作模式。
振荡器频率和输出级开关管的最小关断时间取决 于定时电容器的电容量选择，定时电容器的充放 电时间比率为1︰6，其中内置充电电流源和放电 电流源对定时电容器充放电，在定时电容器两端 （NCP3063的管脚3）得到锯齿波电压。输出级 开关管的最大导通占空比为：tON/(tON+tOFF)， 即6/（6+1）=0.857； 振荡器的峰点电压与谷点电压差为0.5V（典型 值）；利用计算公式得到计算定时电容器可以获 得振荡频率。
4.1 MC34063的升级型号NCP3063、 NCP3064
MC34063的确是一款功能齐全而且廉价的 DC/DC变换器芯片，但是MC34063仅能工 作在100kHz以下的频率，为了减小滤波元 件的尺寸，ON Semi公司推出 NCP3063/NCV3063和NCP3064/NCV3064 单芯片DC/DC变换器。在内部结构上看， NCP3063/4与MC34063相比更加明了。
NCP3063、NCP3064的封装形式
NCP3063、NCP3064管脚功能
为了使NCP3063、NCP3064进入汽车电子领域， NCP3063、NCP3064还有其姊妹型号NCV3063 和NCV3064。
4.2 NCP3063、NCP3064的性能分 析
与MC34063一样NCP3063和NCP3064在 降压工作状态时，输入电压范围可以在 2.5V~40V；升压工作状态下最低输入电压 为2.5V，最高输出电压为40V；峰值电流检 测端、驱动级集电极、输出集电极、输出 发射极对GND之间的最高电压为40V。
0~+40
Vdc
ISW
1.5
A
NCP3063和NCP3064的极限参数
Ipk检测端（管脚7）电压 定时电容端（管脚3）电压 耗散功率与热特性 DIP封装管芯到环境热阻 SO-8封装管芯到环境热阻 管芯到外壳热阻 DFN-8封装管芯到环境热阻 最高工作结温 工作环境温度范围 NCP3063、NCP3064 NCV3063、NCV3064 存储温度范围 VIPK VTCAO RθJA RθJA RθJC RθJA TJ TA -0.2~+0.2 -0.2~+1.4 100 100 45 80 +150 +150 0~+70 -40~+125 +150 V V ℃/W ℃/W ℃/W ℃/W ℃ ℃ ℃ ℃ ℃
4.4 应用NCP3063、NCP3064实现高亮 度（HB） LED驱动电路的设计
与MC34063一样，也可以应用NCP3063、 NCP3064实现降压型HB LED驱动电路，电路图 与MC34063的一样，不同之处在于由于电流限制 阈值电压从0.3V减小到0.2V，检测电阻应对应的 减小到MC34063电路的2/3；NCP3063的管脚8为 空脚，可以像MC34063那样与管脚7连接或空置， 也就是说NCP3063与MC34063共用电路板图。 但是NCP3064的管脚8用来控制电路的工作于待 机状态的，必须有独立的功能端和相应的电路， 这时的NCP3064的电路板不能用MC34063的电 路板。如果放弃通断控制端的功能时，NCP3064 可以与MC34063共用电路板。