LED背光驱动芯片RT9293应用电路

一)简介:

RT9293 是一款高频、异步的 Boost 升压型 LED 定电流驱动控制器,其工作原理如下:
1)基本电路结构及原理

RT9293的主要功能为上图的Q1.

Boost 电路核心原理:基于电感和电容的特性实现升压功能。当驱动信号使能,增强型 Nmos 管导通时,电感充电,电容两端电压为电源电压,二极管防止电容放电;当 Nmos 管截止时,电感放电,其电动势与电源串联使电容两端电压抬高,从而实现升压。
2) RT9293 内部电路结构:

内部集成了支持多达 10 只 WLED 串联的背光应用和 OLED 供电的 MOSFET,还内置了软启动功能以消除冲击电流。其工作在 1MHz 的频率下,允许使用小型的元器件,可简化 EMI 问题。

3) 工作过程

使能与参考电压产生:EN 引脚上升沿使能后,在 FB 端口会输出一个参考电压 VA,该参考电压可根据使能引脚的占空比来调。当输入 PWM 信号频率小于 500Hz 时,VA 是一个 PWM 信号;输入 PWM 信号频率大于 500Hz 时,VA 相当于一个直流信号。VA 经过一个推挽结构,将外部输入的 PWM 转换为同频同占空比的高电平为 300mV 的 PWM 波,然后经过一个低通滤波器得到。
1,电流控制:

提供给 LED 的电流由外部电流检测电阻 RSET 所确定,ILED = VSET/RSET。在确定好 RSET 的阻值之后,通过控制反馈电阻上端的电压就可以控制流过 LED 的电流。其可通过两种方式接入 PWM 波进行调光,一是 PWM 接入 EN 引脚,通过改变内部的参考电压来控制外部反馈电压的稳定值;二是 PWM 接入 FB 引脚,需要用一个低通滤波器将 PWM 波转成直流信号,然后接入通过一个电阻接入 FB 引脚,实现对 VSET 的控制。
2,反馈与调节:

误差放大器会回送反馈信号 FB,通过对输出电流的监测和反馈,与内部参考电压进行比较,然后根据比较结果调整 MOSFET 的导通占空比等参数,从而实现对输出电流和电压的稳定控制。当占空比低时会产生更大误差,所以对 PWM 输入信号的占空比有最低值要求。

3,保护机制

过压保护:RT9293A 提供了 50V 的过压保护,RT9293B 提供了 50V/20V 的过压保护。当输出电压超过设定的过压保护阈值时,芯片会采取相应的保护措施,如切断输出或调整输出电压等,以防止下游电路因过压而损坏。

欠压保护:当输入电压低于芯片的欠压保护阈值时,芯片会停止工作或进入低功耗模式,以避免芯片在欠压状态下出现异常工作或损坏。

过温保护:在芯片工作过程中,如果温度升高到一定程度,超过了芯片的过温保护阈值,芯片会自动降低工作效率或停止工作,待温度降低到安全范围内后再恢复正常工作,以防止芯片因过热而损坏。
二)实际电路和电流计算

1)5寸液晶屏背光参数:

电流调节范围:

这里驱动电流最大值过大,会影响液晶屏背光管的寿命。按照液晶屏背光LED参数计算为Imax = 42.5mA。所以应该调整电阻Rset=7.58R. 这样,

Imax = 42.5mA,Imin=10.3mA.

调整后的电路图如下:

2)7寸液晶屏背光参数:

根据最大电流计算Imax = 212.5mA.

根据以上电路计算 电阻Rset=1.52R.

如此:电流调整范围:Imax = 212.5mA. Imin = 51.2mA.

电路图如下:

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