深入解析 onsemi NSI45020T1G 恒流調(diào)節(jié)器

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，恒流調(diào)節(jié)器是控制電流的關(guān)鍵元件，特別是在 LED 驅(qū)動應(yīng)用中。onsemi 的 NSI45020T1G 恒流調(diào)節(jié)器憑借其獨(dú)特的性能和廣泛的應(yīng)用場景，成為了許多工程師的首選。本文將深入探討該調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)、性能以及應(yīng)用。

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產(chǎn)品概述

NSI45020T1G 是一款線性恒流調(diào)節(jié)器（CCR），類似于恒流二極管（CCD），基于自偏置晶體管（SBT）技術(shù)設(shè)計(jì)。它能在寬電壓范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電流，具有負(fù)溫度系數(shù)，可保護(hù) LED 免受極端電壓和電流下的熱失控影響。該調(diào)節(jié)器能立即開啟，僅需 0.5V 的陽極 - 陰極電壓（Vak）就能達(dá)到 25% 的調(diào)節(jié)電流。它無需外部組件，可設(shè)計(jì)為高端或低端調(diào)節(jié)器，高陽極 - 陰極電壓額定值能承受汽車、工業(yè)和商業(yè) signage 應(yīng)用中常見的浪涌。此外，它采用熱穩(wěn)健封裝，并通過了 UL94 - V0 認(rèn)證。

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產(chǎn)品特點(diǎn)

強(qiáng)大的功率封裝

NSI45020T1G 具有 460mW 的功率封裝，能夠滿足一定功率需求的應(yīng)用場景。

寬工作電壓范圍

它可以在較寬的電壓范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，這使得它在不同的電源環(huán)境下都能正常發(fā)揮作用。

立即開啟

調(diào)節(jié)器能夠立即開啟，僅需 0.5V 的 Vak 就能達(dá)到 25% 的調(diào)節(jié)電流，響應(yīng)速度快。

電壓浪涌抑制

可以有效抑制電壓浪涌，保護(hù) LED 免受浪涌電壓的損害，提高 LED 的可靠性和使用壽命。

SBT 技術(shù)

基于自偏置晶體管（SBT）技術(shù)，這種技術(shù)使得調(diào)節(jié)器能夠在寬電壓范圍內(nèi)精確調(diào)節(jié)電流。

負(fù)溫度系數(shù)

具有負(fù)溫度系數(shù)，當(dāng)溫度升高時，電流會相應(yīng)減小，從而保護(hù) LED 免受熱失控的影響。

符合多種標(biāo)準(zhǔn)

適用于汽車等需要獨(dú)特場地和控制變更要求的應(yīng)用，通過了 AEC - Q101 認(rèn)證并具備 PPAP 能力。同時，該器件無鉛、無鹵素/無溴化阻燃劑，符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)。

性能參數(shù)

最大額定值

電氣特性

熱特性

不同條件下的熱特性有所不同，例如在 FR - 4 @ (300mm^{2})，1oz. 銅走線，靜止空氣環(huán)境中，總器件耗散功率（PD）在 (T_{A}=25^{circ}C) 時為 208mW，高于 25°C 時的降額系數(shù)為 1.66mW/°C；結(jié)到環(huán)境的熱阻（RJA）為 600°C/W 等。

應(yīng)用場景

汽車領(lǐng)域

可用于汽車的雪佛龍側(cè)鏡標(biāo)記、集群、顯示屏和儀表背光、高位制動燈（CHMSL）、地圖燈、交流照明面板、顯示屏標(biāo)識、裝飾照明、通道字母等。

其他應(yīng)用

還可用于開關(guān)觸點(diǎn)潤濕等應(yīng)用。

應(yīng)用設(shè)計(jì)

單 LED 串

CCR 可以作為高端或低端驅(qū)動器與 LED 串聯(lián)。設(shè)計(jì)師需要通過最大輸入電壓減去 LED 串兩端的電壓來計(jì)算 CCR 兩端的最大電壓。

更高電流 LED 串

兩個或多個固定電流的 CCR 可以并聯(lián)連接，它們的電流是相加的。

其他電流調(diào)節(jié)

可調(diào) CCR 可以與任何其他 CCR 并聯(lián)，以獲得所需的電流。隨著 LED 效率的提高，可調(diào) CCR 可以調(diào)整電流以獲得相同的光輸出。

調(diào)光應(yīng)用

通過在 CCR 串聯(lián)一個 BJT 可以輕松實(shí)現(xiàn) LED 串的調(diào)光，采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）方法。PWM 是改變光水平的首選方法，LED 作為硅器件，能快速響應(yīng)電流的開關(guān)，開關(guān)時間約為 100 納秒，對應(yīng)最大頻率為 10MHz，應(yīng)用中通常在 100Hz 至 100kHz 范圍內(nèi)操作。低于 100Hz 人眼會檢測到 LED 發(fā)出的光閃爍，在 500Hz 至 20kHz 之間電路可能會產(chǎn)生可聽聲音。

減少 EMI

在設(shè)計(jì)切換中高電流的電路時，需要關(guān)注電磁干擾（EMI）。由于 LED 和 CCR 的開關(guān)速度極快（小于 100 納秒），可以在電路中跨 R2 添加一個電容器來幫助消除 EMI，這會使電路中電流的上升和下降沿斜率延長。CCR 開關(guān)電流的斜率可以通過 R1 和 C1 的值來控制。

熱考慮

隨著 CCR 功率的增加，可能需要提供一些散熱措施。器件支持的最大功耗取決于電路板設(shè)計(jì)和布局，PCB 上的安裝焊盤配置、電路板材料和環(huán)境溫度會影響器件結(jié)溫的上升速率。當(dāng)器件通過 PCB 具有良好的熱導(dǎo)率時，在高功率應(yīng)用中結(jié)溫會相對較低。器件能夠處理的最大耗散功率由公式 (P{D(MAX)}=frac{T{J(MAX)}-T{A}}{R{HA}}) 給出，可參考熱特性表選擇合適的 RJA。

AC 應(yīng)用

雖然 CCR 是直流設(shè)備，但可以與全波整流交流一起使用，具體可參考應(yīng)用筆記 AND8433/D 和 AND8492/D 以及設(shè)計(jì)筆記 DN05013/D 和 DN06065/D。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求和場景，綜合考慮以上因素，合理選擇和使用 NSI45020T1G 恒流調(diào)節(jié)器，以實(shí)現(xiàn)最佳的性能和可靠性。你在使用這款調(diào)節(jié)器的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享。