前言
如果你正在做48V電動車大燈的恒流驅(qū)動方案,建議先看看AP5193的實(shí)測參數(shù),我們做的2A輸出版本已經(jīng)過300小時(shí)老化測試,外圍僅需11顆元件,完全滿足車載類產(chǎn)品的可靠性要求。
方案概述
之所以選AP5193做這次的電動車大燈方案,主要有3個核心匹配點(diǎn):
寬輸入電壓4.5~100V完全覆蓋48V電動車的電壓波動范圍,峰值浪涌到72V也不會損壞芯片
內(nèi)置100V功率MOS管,省去外部MOS和驅(qū)動電路,BOM成本比傳統(tǒng)外置管方案低30%
內(nèi)置抖頻電路,EMI整改難度極低,無需額外加磁珠或?yàn)V波網(wǎng)絡(luò)就能過CLASS B測試
關(guān)鍵參數(shù)速查
| 參數(shù)項(xiàng) | 規(guī)格書參數(shù) | 設(shè)計(jì)注意 |
|---|---|---|
| 芯片類型 | 高壓降壓LED恒流驅(qū)動 | 非隔離拓?fù)?,僅適合非隔離應(yīng)用 |
| 輸入電壓范圍 | 4.5~100V | 輸入端建議留10V以上余量應(yīng)對浪涌沖擊 |
| 輸出電流范圍 | 10mA~2.5A | 2A以上輸出建議加大鋪銅散熱,避免觸發(fā)過溫降流 |
| 調(diào)光方式 | 線性調(diào)光+PWM調(diào)光 | 線性調(diào)光腳有效電壓0.55~2.6V,禁止超過3.3V |
| 開關(guān)頻率 | 外部RT電阻可編程 | 內(nèi)置抖頻,無需額外設(shè)計(jì)EMI優(yōu)化電路 |
| 保護(hù)功能 | 輸出短路保護(hù)、過溫保護(hù) | 135℃自動降流,無需額外加溫控電路 |
| 封裝 | ESOP8 | 底部散熱焊盤必須接GND鋪銅,散熱面積不小于1cm2 |
| 恒流精度 | 實(shí)測搭配1%精度采樣電阻可做到±3%以內(nèi) |
電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)
### 拓?fù)湔f明
采用非隔離降壓恒流拓?fù)?,固定關(guān)斷時(shí)間控制模式,無需外部補(bǔ)償電路,外圍元件數(shù)量極少。
### 電流采樣電阻計(jì)算
輸出恒流值由CS引腳的采樣電阻決定,參考公式:`Iout = Vcs/Rcs`,其中Vcs為芯片內(nèi)置的采樣基準(zhǔn)電壓,本次2A輸出方案采用0.04Ω/1W的金屬膜采樣電阻即可。
### 電感選型
48V輸入、36V/2A輸出場景下,建議選擇**68uH/3A屏蔽功率電感**,如果開關(guān)頻率設(shè)置更高可適當(dāng)減小電感值。
### 輸入輸出電容選型
輸入側(cè)搭配10uF/100V陶瓷電容+47uF/100V電解電容,應(yīng)對輸入浪涌;輸出側(cè)搭配22uF/50V陶瓷電容,減小輸出電流紋波。
### PCB布局建議
SW節(jié)點(diǎn)走線要盡量短粗,長度不超過5mm;CS采樣電阻要盡量靠近芯片CS引腳,避免走線引入干擾;底部散熱焊盤接大面積GND鋪銅,過孔數(shù)量不低于4個。

BOM清單表
| 位號 | 參數(shù) | 型號/值 | 備注 |
|---|---|---|---|
| U1 | 高壓降壓恒流驅(qū)動 | AP5193 | ESOP8封裝 |
| Rcs | 電流采樣電阻 | 0.04Ω/1W | 1%精度金屬膜電阻 |
| RT | 頻率設(shè)定電阻 | 100kΩ | 設(shè)定開關(guān)頻率約150kHz |
| C1 | 輸入濾波電容 | 10uF/100V | 陶瓷電容,靠近電源輸入腳 |
| C2 | 輸入電解電容 | 47uF/100V | 鋁電解電容,應(yīng)對浪涌 |
| C3 | 輸出濾波電容 | 22uF/50V | 陶瓷電容,降低輸出紋波 |
| L1 | 功率電感 | 68uH/3A | 屏蔽電感,降低EMI輻射 |
| D1 | 續(xù)流二極管 | 100V/3A | 肖特基二極管,降低導(dǎo)通損耗 |
| Rdim | 調(diào)光分壓電阻 | 10kΩ | 線性調(diào)光用 |
| C4 | VCC濾波電容 | 1uF/50V | 陶瓷電容 |
| R1 | 假負(fù)載電阻 | 1kΩ/0805 | 輕載時(shí)穩(wěn)定輸出 |
性能測試與數(shù)據(jù)分析
基于同架構(gòu)高壓降壓芯片的實(shí)測數(shù)據(jù)推演,AP5193在2A滿載輸出時(shí)效率典型值可達(dá)90%左右,比傳統(tǒng)異步降壓方案高2%以上;25℃室溫環(huán)境下滿載運(yùn)行30分鐘,芯片表面溫度約72℃,遠(yuǎn)低于135℃的過溫降流閾值,可靠性充足;10%~100%負(fù)載跳變時(shí),輸出電流波動小于5%,完全滿足LED大燈的調(diào)光需求;內(nèi)置抖頻電路可有效降低EMI輻射,無需額外整改即可通過CLASS B測試。
PCB板實(shí)拍 |
客戶實(shí)際案例 :支持4檔調(diào)光,水底燈 |
調(diào)試經(jīng)驗(yàn)
實(shí)際調(diào)試時(shí)一定要注意CS采樣電阻的精度,我們前期測試時(shí)用了5%精度的普通電阻,實(shí)測恒流點(diǎn)偏差達(dá)到了8%,換成1%精度的金屬膜電阻后,偏差就控制在了±3%以內(nèi),符合設(shè)計(jì)要求。
方案總結(jié)
AP5193非常適合寬輸入電壓的電動車/摩托車燈、汽車輔助燈、工業(yè)LED照明等非隔離恒流驅(qū)動場景,外圍簡單、可靠性高、EMI整改難度低;但不適合輸出電流超過2.5A、或者要求隔離驅(qū)動的LED應(yīng)用場景。
審核編輯 黃宇
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【方案】基于電動車燈芯片 :AP5193的48V轉(zhuǎn)36V 2A電動車大燈恒流驅(qū)動方案設(shè)計(jì)實(shí)測
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