50V/1.5A 、高亮度LED恒流驱动器PT4115EE89E
PT4115EE89E 中文应用说明.pdf
PT4115EE89E概述
PT4115EE89E是一款工作在连续电感电流导通模式的降压型恒流驱动芯片，用于驱动一颗或多颗串联LED，输出电流精度高达3%。PT4115EE89E输入电压范围从6V到50V，输出电流可调最大可达1.5A。其采用高端电流采样电阻设置LED平均电流，并通过DIM引脚进行模拟调光和PWM调光。
PT4115EE89E采用SOT89-5封装。
PT4115EE89E特点
●极少的外部元器件
●很宽的输入电压范围：从6V到50V
●最大输出1.5A的电流
●复用DIM引脚进行LED开关、模拟调光与PWM调光
●±3%的输出电流精度
●输出可调的恒流控制方法
●高达97%的效率
●RCS开路保护
●LED开路保护
●热关断保护
●SOT89-5封装
PT4115EE89E应用
●Mr16 应用系统
●车载LED灯
●LED备用灯
●LED信号灯
●SELV照明
●液晶电视背光
PT4115EE89E定购信息
封装
| 温度范围
| 定购型号
| 包装运输
| 产品打印
|
SOT89-5
| -40℃ 到85℃ | PT4115EE89E
| Tape and Reel 1000 units |  PT4115E
xxxxxX |
PT4115EE89E典型应用电路
PT4115EE89E引脚定义
PT4115EE89E工作原理描述
PT4115EE89E和电感（L）、电流采样电阻（RS）形成一个自振荡的连续电感电流模式的降压型恒流LED驱动器。 VIN上电时，电感（L）和电流采样电阻（RS）的初始电流为零，LED输出电流也为零。这时候，CS比较器的输出为高，功率开关导通，电流通过电感（L）、电流采样电阻（RS）、LED和功率开关从VIN流到地，电流上升的斜率由VIN、电感（L）和LED压降决定，在RS上产生一个压差VCSN， 当(VIN-VCSN) > 230mV时，CS比较器的输出变低，功率开关关断，电流以另一个斜率流过电感（L）、电流采样电阻（RS）、LED和肖特基二极管（D），当(VIN-VCSN) < 170mV时，功率开关重新打开，这样使得在LED上的平均电流为
上述等式成立的前提是DIM端悬空或外加DIM端电压高于2.5V（但必须低于5V）。实际上，RS是设定了LED的最大输出电流，通过DIM端，LED实际输出电流能够调小到任意值。高端电流采样结构使得外部元器件数量很少，采用1%精度的采样电阻，LED输出电流控制在±3%的精度。薄膜贴片电阻按照额定功率的70%降额使用，例如输出电流1A，采样电阻建议使用两个1/4W、1206的0.33Ω与0.47Ω并联。
PT4115EE89E应用说明
续流二极管的选择
为了保证最高的效率以及性能，二极管（D）应选择快速恢复、低正向压降、低寄生电容、低漏电的肖特基二极管，电流能力以及耐压视具体的应用而定，但应保持30%的余量，有助于稳定可靠的工作。
另外值得注意的一点是应考虑温度高于85°C时肖特基的反向漏电流。过高的漏电会增加系统的功率耗散。
AC24V整流二极管（D）一定要选用低压降的肖特基二极管，以降低自身功率耗散。
输入电容C1的选择
输入电容需要吸收输入端的开关电流，要求承受充足的纹波电流有效值。输入电容的纹波电流有效值IC1可按如下公式计算：
当输入电压是输出电压的2倍时，IC1最大，为IOUT/2。因此，推荐选择纹波电流有效值大于输出电流的1/2，典型耐压值为50V，容值≥22μF，X7R或者更高等级的瓷片电容。
电感L1的选择
选择电感时，需要考虑以下方面：
1. 选择较低的电感值会提高开关频率，增大开关损耗。大部分应用建议选择开关频率在100kHz至500kHz（典型值200KHz），建议纹波电流选取大约为开关电流峰值的30%，则对应的电感L1可通过以下公式计算：
其中fSW为开关频率，ILED为LED输出电流。
2. 输出电流为IOUT时，选择的电感的额定饱和电流值大于电感的峰值电流，至少留有30%的裕量即ISAT=1.3ILP。电感的峰值电流ILP可按如下公式计算：
IOUT为LED输出电流。
3. 在开关频率较高时，电感的DCR内阻和磁心损耗必须足够低才能实现要求的效率指标。建议选择一个DCR内阻小于50mΩ 电感来实现高的总效率。
PT4115EE89E的输出电容C2的选择
对应大部分应用，可不使用输出电容。如果需要减少输出电流纹波，一个最有效的方法即在LED的两端并联一个容2.2μF的电容可满足大部分需求。适当的增大输出电容可以抑制更多的纹波. 需要注意的是输出电容不会影响系统的工作频率和效率，但是会影响系统启动延时以及调光频率。
PT4115EE89E 模拟调光
DIM端可以外加一个直流电压(VDIM)调小LED输出电流，最大LED输出电流由（0.2/RS）设定。
LED平均输出电流计算公式：
VDIM在(2.5V≤VDIM≤5V)范围内LED保持100%电流等于IOUT=0.2V/Rs
PT4115EE89E PWM调光
LED的最大平均电流由连接在VIN和CSN两端的电阻RS决定，通过在DIM管脚加入可变占空比的PWM信号可以调小输出电流以实现调光，计算方法如下所示：
通过PWM调光，LED的输出电流可以从0%到100%变化。LED的亮度是由PWM信号的占空比决定的。例如PWM信号25%占空比，LED的平均电流为(0.2/RS)的25%。建议设置PWM调光频率在100Hz以上，以避免人的眼睛可以看到LED的闪烁。PWM调光比模拟调光的优势在于不改变LED的色度。PT4115EE89E调光频率最高可达20kHz.
PT4115EE89E电路的软启动
输出电流很大且输入电压源输出电流能力有限时,可通过在DIM接入一个外部电容C6至GND，使得启动时DIM端电压缓慢上升，这样LED的电流也缓慢上升，从而实现软启动同时可避免输入电压源被限流。建议电容值选取0.47µF的0805瓷片电容,在电容两端加肖特基二极管到VIN加速电容放电可解决连续开关机IC无法正常启动的情况。
PT4115EE89E LED驱动IC过热保护
PT4115E内部设置了过温保护功能（TSD）,以保证系统稳定可靠的工作。当IC芯片温度超出150℃，IC即会进入TSD保护状态并停止电流输出，而当温度低于130时，IC即会重新恢复至正常工作状态。
PT4115EE89E驱动电路PCB Layout注意事项
合理的PCB布局设计对实现芯片的稳定工作是至关重要的。
1. 当输入电容离芯片的VIN引脚水平距离很远时，寄生电感会较大，上电过程中较大di/d在寄生电感上产生的噪声会影响芯片的采样，致IC工作出现异常。避免上述问题，需在靠近芯片VIN引脚至GND并联一个0.1µF的瓷片电容。
错误的PCB Layout示意图1：
正确的PCB Layout示意图2：
较好的PCB Layout示意图3：
2.电流采样电阻Rs尽可能靠近芯片VIN与CSN引脚以减小电流采样误差；
3.电流环路，包括输入电容、采样电阻、电感、肖特基二极管，应尽可能短；
4.为了有效地减小电流环路的噪声，输入旁路电容建议单点接地。输入电容C1的地与MOS管Q1的地均为功率地，芯片U1的地为信号地，正确的做法是“MOS管Q1的地先与输入电容C1的地连接然后再由输入电容的单点地连接至芯片U1的地”。
示意图如下：
5.MOS 管的DRAIN端是开关节点，走线尽可能短且远离芯片，以减小电感的辐射。
TPT4115EE89E PCB Layout参考图
PT4115EE89E电路设计散热注意事项
当系统工作的环境温度较高及驱动大电流负载时，必须要注意避免系统达到功率极限。在实际应用中，要求达到每25mm2的PCB 大约需要1oz 敷铜的电流密度以有利于散热。若PCB板允许，请尽量多敷铜，并连接至电源的GND，以吸收电感的干扰，也有利于散热。
PT4115EE89E驱动电路应用注意事项
1、输出负载使用电子负载的CV模式时，由于电子负载响应速度较慢，当无输出电容或输出电容较小时，PT4115EE89E会出现工作异常。改善的措施：加大输出电容，延长启动时间，当启动时间大于电子负载响应时间时，PT4115EE89E在CV模式下也能正常工作。
2、测试PT4115EE89E开关机及动态性能时，输出负载务必采用LED灯。
PT4115EE89E LED恒流驱动器 50V/1.5A高亮度降压芯片
产品核心优势
PT4115EE89E是PowTech品牌推出的连续电感电流导通模式降压恒流源，专为单颗或多颗串联高亮度LED设计，采用SOT89-5封装，输入电压覆盖6V-50V超宽范围，最大输出电流可达1.5A，能高效驱动大功率LED负载，适配各类中高压LED照明应用场景。产品内置功率开关和高端电流采样电路，仅需外接采样电阻即可设定标称平均输出电流，外围元器件极少，大幅简化PCB布局设计，降低研发与生产制造成本。
芯片转换效率高达97%，能耗损失极低，节能性突出；输出电流精度典型值达3%，搭配1%精度采样电阻即可实现精准恒流控制，保证LED亮度稳定一致。专用DIM引脚支持DC电压模拟调光和宽范围PWM调光，调光频率范围0.1kHz-20kHz，DIM引脚电压≤0.3V时进入低电流待机状态，静态功耗仅100μA。内置LED开路保护、RCS开路保护、155℃过热保护（带20℃迟滞）等多重保护机制，封装散热PAD内部接地，贴装PCB可降低热阻，保障高电压、大电流工况下稳定可靠工作。
关键参数
| 参数类别 | 参数名称 | 参数值 | 单位 |
|---|
| 输入输出 | 推荐输入电压 | 6~50 | V |
| 输入输出 | 最大输出电流 | 1.5 | A |
| 性能指标 | 最高转换效率 | 97 | % |
| 性能指标 | 输出电流精度 | 典型±3 | % |
| 性能指标 | 最大开关频率 | 1 | MHz |
| 调光参数 | 模拟调光电压范围 | 0.5~2.5 | V |
| 调光参数 | PWM调光频率范围 | 0.1~20 | kHz |
| 保护参数 | 过热保护启动温度 | 155 | ℃ |
| 保护参数 | 欠压保护阈值 | 4.5 | V |
| 工作参数 | 工作结温范围 | -40~150 | ℃ |
| 待机参数 | 待机电流 | 典型60，最大100 | μA |
应用场景
1. 卤素灯替换LED射灯：适配低压卤素灯替换场景，可直接驱动高亮度LED射灯，实现节能化升级，广泛应用于家居照明、商业店铺照明、酒店客房照明等，凭借高效率和精准恒流特性，延长LED使用寿命，降低后期维护成本。
2. 车载LED照明：能稳定适应车载电源电压波动环境，可用于汽车前大灯、尾灯、转向灯、车内阅读灯、氛围灯等车载照明系统，6-50V宽压输入适配各类车型电源规格，多重保护机制保障行车过程中稳定工作。
3. 工业照明领域：适用于工厂车间、仓库、生产线等低压工业照明场景，可驱动大功率工业LED灯具，精准恒流控制保证照明亮度均匀，高转换效率降低工业用电能耗，宽温工作范围（-40℃~85℃）适配恶劣工业环境。
4. 备用与应急照明：可作为LED备用灯驱动方案，应用于消防应急灯、电梯应急照明、断电备用光源等场景，低待机功耗和快速启动特性，确保应急情况下及时点亮，稳定的恒流输出保证应急照明效果。
5. 发光标识与背光：适配各类LED发光标识、广告灯箱、招牌照明，以及LCD电视、显示器、工控屏等背光驱动场景，PWM调光功能可实现亮度精细化调节，不改变LED色度的特性保证标识色彩纯正、背光显示均匀。
6. SELV照明系统：符合安全特低电压（SELV）相关要求，可应用于儿童玩具照明、医疗设备辅助照明、智能家居低压照明等对安全性要求较高的场景，多重保护机制和稳定性能保障使用安全。
应用方法
1. 设定标称平均输出电流：LED标称平均输出电流由连接在VIN和CSN两端的采样电阻RCS决定，计算公式为IOUT=0.2/RCS，该公式适用于DIM端浮空或外加电压高于2.5V且≤5V的工作场景，RCS为LED最大输出电流的设定依据，选用1%精度的采样电阻，可进一步保证±3%的电流控制精度。
2. 模拟调光操作：DIM端外加0.5V~2.5V直流电压可实现模拟调光，此时LED平均输出电流计算公式为IOUT=(0.2×VDIM)/(2.5×RCS)；当VDIM在2.5V~5V范围内时，LED将保持100%额定电流输出，即IOUT=0.2/RCS，满足满功率照明需求。
3. PWM调光操作：DIM管脚接入0.1kHz~20kHz可变占空比的PWM信号可实现精准调光，当PWM高电平满足2.5V<Vpulse<5V时，计算公式为IOUT=(0.2×D)/RCS（D为占空比，0≤D≤100%）；当PWM高电平在0<Vpulse<2.5V时，计算公式为IOUT=(0.2×D×Vpulse)/(2.5×RCS)，建议将PWM调光频率设置在100Hz以上，避免LED出现肉眼可见的闪烁，PWM调光不改变LED色度，能保持颜色纯度。
4. 软启动设置：在DIM引脚与地之间外接电容可实现软启动功能，通过延长DIM端电压上升至启动阈值的时间，减缓比较器输入控制电压的上升速率，从而实现LED电流的缓慢上升，避免启动冲击。
5. 外围器件选型：电源输入端需就近接低ESR的旁路电容，直流输入源靠近芯片时最小容量为10μF，输入电压较低或源阻抗较高时建议选用更大容量，电压额定值需大于输入电压，优先选择X7R、X5R或更优介质的电容；电感选型需根据开关频率计算，建议开关频率在100kHz-500kHz之间，尽量选择直流电阻小的电感以提升效率；LED两端可并联2.2μF电容降低纹波电流，需根据实际需求调整容量。
6. PCB布板与散热：采样电阻RCS需贴近VIN和CSN引脚布局，减小电流检测误差；输入回路（包括输入电容、肖特基二极管、MOSFET）走线应尽量缩短；芯片散热PAD需与PCB铜箔充分接触，降低热阻；高电压、大电流工况下需注意PCB铜箔宽度，保证散热和载流能力。
订货信息
| 封装类型 | 工作温度范围 | 订购型号 | 包装运输 | 产品打印 |
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| SOT89-5 | -40℃~85℃ | PT4115EE89E | Tape and Reel 1000 units | PT4115E xxxxxX |
兼容替换同类产品及核心优势对比
PT4115EE89E作为高规格LED恒流驱动芯片，可直接兼容替换市场上同类型中高压LED降压恒流驱动芯片，包括PT4115系列、XL4015（高压款）、MP2451HV、LM3409HV等主流型号，在输入电压范围、输出电流能力、精度控制、保护机制等方面具备显著竞争优势，具体对比优势如下：
1. 超宽电压适配，应用场景更广：输入电压覆盖6V-50V，远高于同类芯片常规30V以内的输入范围，能适配更多中高压LED应用场景，无需额外电压转换模块，尤其适合工业照明、车载高压系统等对输入电压要求较高的场景，兼容性更强。
2. 大电流输出，驱动能力更强：最大输出电流可达1.5A，相比PT4115系列（1.2A）、MP2451HV（1.2A）、LM3409HV（1.2A）等同类芯片，电流驱动能力提升25%，可驱动更高功率的LED光源或更多颗串联LED，满足高亮度照明需求。
3. 精度与效率双高，性能更优：输出电流精度典型值达3%，高于同类芯片常见的±5%精度，搭配1%采样电阻即可实现精准恒流控制，LED亮度一致性更好；转换效率高达97%，能耗损失低于XL4015（约90%）、MP2451HV（约92%）等同类芯片，节能效果显著，尤其适合长时间工作的照明场景。
4. 保护机制完善，可靠性更高：内置LED开路保护、RCS开路保护、155℃过热保护（带20℃迟滞）、欠压保护等多重保护功能，相比同类部分芯片仅具备基础过温/过流保护，能有效应对开路、欠压、过热、采样电阻异常等各类异常工况，保障芯片与LED负载双重安全，适用于对稳定性要求严苛的工业、车载场景。
5. 调光功能灵活，体验更佳：DIM引脚同时支持模拟调光和PWM调光，PWM调光频率范围0.1kHz-20kHz，调光范围宽且无频闪，PWM调光不改变LED色度，能保持颜色纯度，相比同类部分芯片单一调光方式，适配更多精细化调光需求，尤其适合高端照明、背光调节等场景。
6. 外围设计极简，成本更低：采用高端电流采样结构+滞回控制技术，无需补偿电路，仅需外接采样电阻、电感、电容等极少元器件即可工作，相比XL4015、LM3409HV等需要额外配置补偿电路的芯片，大幅简化PCB设计流程，节省板级空间，有效降低物料、研发与生产制造成本。
关于广晟微半导体
广晟微半导体（深圳）有限公司（以下简称“广晟微”）成立于2023年，其前身流明芯（LUMENCHIP）创立于2010年，总部在科技之都深圳，是一家从成立伊始即专注于数模混合芯片的技术和产品落地，推动绿色智能科技发展的模拟芯片集成服务领导品牌。
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公司官网：https://www.gs-micro.com
