XLSEMI恒流LED产品PWM调光方案简介

XLSEMI恒流LED产品PWM调光方案简介

序言

LED照明较其他照明产品具有绿色、节能、环保、长寿命等优点，随着整体成本降低，LED照明开始广泛使用在商业、家庭等领域。而智能型LED照明独有的特点适用于不同的应用场合和需求，如远程控制、定时开关、调光、调色等。

XLSEMI研制出针对LED照明的全集成开关型变换方案，内部集成高压、大功率MOSFET开关管，外围元器件简单，系统应用灵活，转换效率高，系统体积小，内置过温保护、过流保护、短路保护等全套可靠性保护电路，同时兼容外置PWM信号调光功能，实现智能驱动LED。

方案简介

一.降压型LED恒流驱动芯片 1.方案选型表

XL30XX系列可以通过外置PWM信号，改变PWM信号占空比来实现调光功能，PWM信号占空比变化范围0%-100%，PWM信号频率范围1KHz-10KHz。 产品型号 XL3001 XL3003 XL3005

输入电压 8V-40V 8V-36V 8V-36V

开关电流 3A 4A 5A

开关频率 220KHz 220KHz 220KHz

拓扑结构 BUCK BUCK BUCK

典型应用 3串2W LED 6串3W LED 8串4W LED

效率(Max) 恒流精度 98% 98% 98%

±3% ±3% ±3%

封装类型 SOP8-EP TO252-5L TO263-5L

2.XL3001、XL3003、XL3005调光原理图

L1 100uHVINSWCC105VINCINC1105VCXL3001XL3003XL3005CSGNDD1R1 1KΩ1%C2105COUT RCS备注：PWM 高电平5.0V，低电平0V, R2=20KΩPWM 高电平3.3V，低电平0V, R2=12KΩR21%C3105R3 1KΩ1%PWMDIMMING

输出电流计算公式：

R1*(VPWM*DUTYVCS)

VCS

R1R2R3ILED RCS

其中VCS是芯片基准电压，VPWM为PWM信号幅值，DUTY为PWM信号占空比。 备注：

1.为保证PWM信号可以关闭芯片，当PWM信号幅值电压变化时相应更改电阻R2阻值； 2.所有的电阻至少使用1%精度，以确保调光时输出电流精度；

3.为防止输出电流小于30mA时LED出现闪烁，设计时最小输出电流大于30mA。

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XL30XX系列参考数据

备注：VPWM=5.0V时，电阻R2=20K，VPWM=3.3V时，电阻R2=12K。

测试条件1，输入12V/24V，输出接3串LED，初始电流值设定为309mA/618mA，调光信号幅值为5.0V/3.3V，频率为1KHz、5KHz、10KHz。

Output current VS Duty cycle 72068064060056052048044040036032028024020016012080400010203040507206806406005605204804404003603202802402001601208040001020304050Output current VS Duty cycle Output current(mA)Output current(mA) VIN=12V,IOUT=309mA,FOSC=1KHz VIN=12V,IOUT=309mA,FOSC=5KHz VIN=12V,IOUT=309mA,FOSC=10KHz VIN=24V,IOUT=309mA,FOSC=1KHz VIN=24V,IOUT=309mA,FOSC=5KHz VIN=24V,IOUT=309mA,FOSC=10KHz VIN=12V,IOUT=618mA,FOSC=1KHz VIN=12V,IOUT=618mA,FOSC=5KHz VIN=12V,IOUT=618mA,FOSC=10KHz VIN=24V,IOUT=618mA,FOSC=1KHz VIN=24V,IOUT=618mA,FOSC=5KHz VIN=24V,IOUT=618mA,FOSC=10KHz VIN=12V,IOUT=309mA,FOSC=1KHz VIN=12V,IOUT=309mA,FOSC=5KHz VIN=12V,IOUT=309mA,FOSC=10KHz VIN=24V,IOUT=309mA,FOSC=1KHz VIN=24V,IOUT=309mA,FOSC=5KHz VIN=24V,IOUT=309mA,FOSC=10KHz VIN=12V,IOUT=618mA,FOSC=1KHz VIN=12V,IOUT=618mA,FOSC=5KHz VIN=12V,IOUT=618mA,FOSC=10KHz VIN=24V,IOUT=618mA,FOSC=1KHz VIN=24V,IOUT=618mA,FOSC=5KHz VIN=24V,IOUT=618mA,FOSC=10KHz 6070809010060708090100Duty cycle(%)Duty cycle(%)

VPWM=5.0V VPWM =3.3V

测试条件2，输入8V-36V，输出接2串LED，初始电流值设定为309mA，调光信号幅值为5.0V/3.3V，频率为1KHz、10KHz。

Output current VS Input Voltage 400360320280 VIN=8-36V,IOUT=309mA,FOSC=1KHz,DUTY=30% VIN=8-36V,IOUT=309mA,FOSC=1KHz,DUTY=50% VIN=8-36V,IOUT=309mA,FOSC=1KHz,DUTY=70% VIN=8-36V,IOUT=309mA,FOSC=10KHz,DUTY=30% VIN=8-36V,IOUT=309mA,FOSC=10KHz,DUTY=50% VIN=8-36V,IOUT=309mA,FOSC=10KHz,DUTY=70%Output current VS Input Voltage 400360320280 VIN=8-36V,IOUT=309mA,FOSC=1KHz,DUTY=30% VIN=8-36V,IOUT=309mA,FOSC=1KHz,DUTY=50% VIN=8-36V,IOUT=309mA,FOSC=1KHz,DUTY=70% VIN=8-36V,IOUT=309mA,FOSC=10KHz,DUTY=30% VIN=8-36V,IOUT=309mA,FOSC=10KHz,DUTY=50% VIN=8-36V,IOUT=309mA,FOSC=10KHz,DUTY=70%Output current(mA)240200Output current(mA)24020016012080400 16012080400812162024283236812162024283236Input Voltage(V)Input Voltage(V)

VPWM=5.0V VPWM =3.3V

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参考波形

输入12V，输出接3串LED，初始电流值设定为309mA，调光信号幅值为5.0V，占空比50%，频率为5KHz、10KHz。 备注：通道1黄色，PWM信号波形；通道二绿色，输出电压纹波；通道三蓝色，输出电流纹波

调光信号频率5KHz 调光信号频率10KHz 二.升压型LED恒流驱动芯片 1.方案选型表

XL60XX系列可以通过外置PWM信号，改变PWM信号占空比来实现调光功能，PWM信号占空比变化范围0%-100%，PWM信号频率范围1KHz-10KHz。 产品型号 XL6013 XL6005 XL6006

输入电压 5V-40V 3.6V-32V 5V-32V

开关电流

2A 4A 5A

开关频率 400KHz 180KHz 180KHz

拓扑结构 BOOST BOOST BOOST

2.XL6013、XL6005、XL6006调光原理图

典型应用 8串1W LED 8串2W LED 10串3W LED

效率(Max) 恒流精度 93% 94% 93%

±3% ±5% ±5%

封装类型 SOP-8L TO252-5L TO263-5L

输出电流计算公式：

R1*(VPWM*DUTYVCS)

VCS

R1R2R3ILED RCS

其中VCS是芯片基准电压，VPWM为PWM信号幅值，DUTY为PWM信号占空比。

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备注：

1.为保证PWM信号可以关闭芯片，当PWM信号幅值电压变化时相应更改电阻R2阻值； 2.所有的电阻至少使用1%精度，以确保调光时输出电流精度；

3.为防止输出电流小于30mA时LED出现闪烁，设计时最小输出电流大于30mA；

4.由于是升压拓扑，即使芯片不工作，输入端电压可以通过电感和肖特基，直接加载至输出端LED，为确保实现输 出端LED灯组彻底熄灭，设计时需确保输出与输入存在一定的压差（建议输出LED灯组额定电压为输入电压1.5 倍左右）。

XL60XX系列参考数据

备注：VPWM=5.0V时，电阻R2=19.1K，VPWM=3.3V时，电阻R2=11.5K。 测试条件1，输入12V（24V），输出接8串（12串）LED，初始电流值设定为324mA/648mA，调光信号幅值为5.0V/3.3V，频率为1KHz、5KHz、10KHz。

Output current VS Duty cycle 7206806406005605204804404003603202802402001601208040001020304050 VIN=12V,IOUT=324mA,FOSC=1KHz VIN=12V,IOUT=324mA,FOSC=5KHz VIN=12V,IOUT=324mA,FOSC=10KHz VIN=24V,IOUT=324mA,FOSC=1KHz VIN=24V,IOUT=324mA,FOSC=5KHz VIN=24V,IOUT=324mA,FOSC=10KHz VIN=12V,IOUT=648mA,FOSC=1KHz VIN=12V,IOUT=648mA,FOSC=5KHz VIN=12V,IOUT=648mA,FOSC=10KHz VIN=24V,IOUT=648mA,FOSC=1KHz VIN=24V,IOUT=648mA,FOSC=5KHz VIN=24V,IOUT=648mA,FOSC=10KHzOutput current VS Duty cycle 7206806406005605204804404003603202802402001601208040001020304050 VIN=12V,IOUT=324mA,FOSC=1KHz VIN=12V,IOUT=324mA,FOSC=5KHz VIN=12V,IOUT=324mA,FOSC=10KHz VIN=24V,IOUT=324mA,FOSC=1KHz VIN=24V,IOUT=324mA,FOSC=5KHz VIN=24V,IOUT=324mA,FOSC=10KHz VIN=12V,IOUT=648mA,FOSC=1KHz VIN=12V,IOUT=648mA,FOSC=5KHz VIN=12V,IOUT=648mA,FOSC=10KHz VIN=24V,IOUT=648mA,FOSC=1KHz VIN=24V,IOUT=648mA,FOSC=5KHz VIN=24V,IOUT=648mA,FOSC=10KHzOutput current(mA)Output current(mA) 6070809010060708090100Duty cycle(%)Duty cycle(%)

VPWM=5.0V VPWM =3.3V

测试条件2，输入8V-32V，输出接12串LED，初始电流值设定为324mA，调光信号幅值为5.0V/3.3V，频率为1KHz、10KHz。

Output current VS Input Voltage 400360320280 VIN=8-32V,IOUT=324mA,FOSC=1KHz,DUTY=30% VIN=8-32V,IOUT=324mA,FOSC=1KHz,DUTY=50% VIN=8-32V,IOUT=324mA,FOSC=1KHz,DUTY=70% VIN=8-32V,IOUT=324mA,FOSC=10KHz,DUTY=30% VIN=8-32V,IOUT=324mA,FOSC=10KHz,DUTY=50% VIN=8-32V,IOUT=324mA,FOSC=10KHz,DUTY=70%Output current VS Input Voltage 400360320280 VIN=8-32V,IOUT=324mA,FOSC=1KHz,DUTY=30% VIN=8-32V,IOUT=324mA,FOSC=1KHz,DUTY=50% VIN=8-32V,IOUT=324mA,FOSC=1KHz,DUTY=70% VIN=8-32V,IOUT=324mA,FOSC=10KHz,DUTY=30% VIN=8-32V,IOUT=324mA,FOSC=10KHz,DUTY=50% VIN=8-32V,IOUT=324mA,FOSC=10KHz,DUTY=70%Output current(A)240200Output current(A)24020016012080400 1601208040081216202428328121620242832Input Voltage(V)Input Voltage(V)

VPWM=5.0V VPWM =3.3V

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参考波形

输入12V，输出接8串LED，初始电流值设定为324mA，调光信号幅值为5.0V，占空比50%，频率为5KHz、10KHz。 备注：通道1黄色，PWM信号波形；通道二绿色，输出电压纹波；通道三蓝色，输出电流纹波

调光信号频率5KHz 调光信号频率10KHz

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