LM3421-Q1 带串联DIM FET驱动器的汽车N沟道恒流LED控制器技术手册

LM3421-Q1 和 LM3423-Q1 系列器件是用于 LED 驱动器的多功能高压 N 沟道 MOSFET 控制器。它们可以轻松配置为降压、升压、降压-升压和 SEPIC 拓扑。这种灵活性以及 75 V 的额定输入电压使这些控制器成为大型应用中 LED 照明的理想选择。

可调节的高侧电流检测电压允许以尽可能高的效率严格调节 LED 电流。LM3421-Q1 和 LM3423-Q1 器件使用预测性关断时间 （PRO） 控制，这是峰值电流模式控制和预测性关断定时器的组合。这种控制方法简化了环路补偿的设计，同时提供了固有的输入电压前馈补偿。

LM3421-Q1 和 LM3423-Q1 器件包括一个高压启动稳压器，可在 4.5 V 至 75 V 的宽输入范围内工作。内部 PWM 控制器设计用于高达 2 MHz 的可调开关频率，从而实现紧凑的解决方案。
*附件：lm3421-q1.pdf

特性

• 符合汽车应用的 AEC 认证
  • 器件温度等级 1：−40°C ≤ T 一个 ≤ 125°C（LM3421-Q1 和 LM3423-Q1）
  • 器件温度等级 0：−40°C ≤ T 一个 ≤ 150°C（LM3421-Q0 和 LM3423-Q0）
• V在范围为 4.5 V 至 75 V
• 高侧可调电流检测
• 2-Ω、1A 峰值 MOSFET 栅极驱动器
• 输入欠压和输出过压保护
• PWM 和模拟调光
• 逐周期电流限制
• 可编程开关频率
• 零电流关断和热关断
• LED输出状态标志（仅限LM3423-Q1和LM3423-Q0）
• 故障状态标志和定时器（仅限LM3423-Q1和LM3423-Q0）

参数

方框图

‌1. 产品概述‌

• ‌型号‌：LM3421-Q1/LM3423-Q1，N沟道MOSFET控制器，专为恒流LED驱动设计，适用于汽车及工业照明应用。
• ‌特性‌：
  • 宽输入电压范围（4.5V至75V）
  • 支持降压（Buck）、升压（Boost）、升降压（Buck-Boost）及SEPIC拓扑
  • 高边可调电流检测，效率优化
  • 集成PWM/模拟调光、欠压/过压保护、热关断等功能
  • LM3423-Q1额外提供LED状态标志（LRDY）和故障定时器（TIMR）

‌2. 关键功能‌

• ‌电流调节‌：通过外部电阻（RSNS）和差分放大器（HSP/HSN引脚）精确控制LED电流，支持低至50mV的检测电压。
• ‌调光控制‌：
  • ‌模拟调光‌：通过CSH引脚调整电流基准，支持0-100%线性调光。
  • ‌PWM调光‌：通过nDIM引脚输入PWM信号，支持高频（30kHz）调光，需外接调光MOSFET。
• ‌保护机制‌：
  • 逐周期电流限制（通过IS引脚检测MOSFET电流）
  • 输入欠压（UVLO）和输出过压保护（OVLO）
  • 热关断（典型阈值165°C）

‌3. 典型应用电路‌

• ‌拓扑支持‌：文档提供Buck、Boost、Buck-Boost及SEPIC的完整原理图（如Figure 33-44），包含外围元件选型指南。
• ‌设计示例‌：
  • ‌Buck-Boost示例‌（Figure 36）：输入10-70V，输出6串LED（21V/1A），效率>90%。
  • ‌Boost示例‌（Figure 38）：输入8-28V，驱动9串LED（32V/1A），支持30kHz PWM调光。

‌4. 设计要点‌

• ‌电感与电容选型‌：根据纹波电流（ΔiL-PP）和频率（fSW）计算，推荐陶瓷电容（X7R）以降低ESR。
• ‌PCB布局建议‌：
  • 最小化高频环路（如开关节点路径）
  • 信号引脚（COMP/CSH）远离噪声源
  • 热焊盘（DAP）需连接至地平面以散热

‌ 5. 附加功能（LM3423-Q1） ‌

• ‌故障管理‌：通过FLT引脚输出故障状态，TIMR电容设定延迟锁定时间。
• ‌LED状态指示‌：LRDY引脚在电流异常/故障时拉低。

‌6. 封装与订购信息‌

• ‌封装‌：HTSSOP-16（LM3421-Q1）、HTSSOP-20（LM3423-Q1），带PowerPAD™散热焊盘。
• ‌温度范围‌：-40°C至150°C（Q0级）、-40°C至125°C（Q1级）。