PT4115E
50V/1.5A降壓型 ，高亮度LED恒流驅(qū)動(dòng)器
華潤(rùn)矽威科技（上海）有限公司 
PT4121_AN01_Rev CH1.0
PT4115E 應(yīng)用說(shuō)明
產(chǎn)品功能 50V/1.5A 降壓型，高亮度恒流驅(qū)動(dòng)器
常規(guī)應(yīng)用
DC 輸入： 24V/48V、AC 輸入：24VAC
DC 輸出：10V/1A
文件編號(hào) PT4115E_AN01
版本 1.0
1. 產(chǎn)品概況
1.1 特點(diǎn)
? 很寬的輸入電壓范圍：6V 到 50V
? 效率高達(dá) 97% ? 3%的輸出電流精度
? 復(fù)用 DIM 引腳進(jìn)行 LED 開(kāi)關(guān)、模擬調(diào)光與 PWM 調(diào)光
? RCS 開(kāi)路保護(hù)
? LED 開(kāi)路保護(hù)
? 熱關(guān)斷保護(hù)
? SOT89-5 封裝
1.2 概述
PT4115E 是一款工作在連續(xù)電感電流導(dǎo)通模式的降壓型恒流驅(qū)動(dòng)芯片，用于驅(qū)動(dòng)一顆或
多顆串聯(lián) LED，輸出電流精度高達(dá) 3%。PT4115E 輸入電壓范圍從 6V 到 50V，輸出電流可調(diào),
最大可達(dá) 1.5A。其采用高端電流采樣電阻設(shè)置 LED 平均電流，并通過(guò) DIM 引腳進(jìn)行模擬調(diào)光
和 PWM 調(diào)光。
2. 典型應(yīng)用電路
Rs
Rs
I OUT 0.2 / 2 0.17 0.23
? ?? ?
Rs
Rs
I OUT 0.2 / 2 0.17 0.23
? ?? ?
PT4115E
50V/1.5A降壓型 ，高亮度LED恒流驅(qū)動(dòng)器
華潤(rùn)矽威科技（上海）有限公司 
PT4121_AN01_Rev CH1.0
PT4115E DEMO BOARD BOM List
Item Reference Value Quantity Description
1 C2 10μF//10uF 2 CAP SMD 50V 10μF K X7R 1210
2 C3 0.1μF 1 CAP SMD 100V 0.1μF K X7R 0805
3 D1 0 1 短接
4 R4 0 1 RES SMD 1/8W 0ohm J 0805
5 C4 1μF 1 CAP SMD 50V 1μF K X7R 1206
6 C5 0.1μF 1 CAP SMD 16V 0.1μF K X7R 0805
7 C1、D2、D4、D5、R2、R3 NC
8 D3 SS210 1 Diode Schottky SMB 100V 2A
9 L1 68μH 1 INDUCTOR 68μH 12.15*12.15*7.5mm
10 R1 0.33R//0.47R 2 RES SMD 1/4W 0.2ohm J 1206
11 U1 PT4115E 1 IC Powtech PT4115E SOT89-5
3. 工作原理介紹
PT4115E和電感（L）、電流采樣電阻（RS）形成一個(gè)自振蕩的連續(xù)電感電流模式的降壓
型恒流LED驅(qū)動(dòng)器。
VIN上電時(shí)，電感（L）和電流采樣電阻（RS）的初始電流為零，LED輸出電流也為零。
這時(shí)候，CS比較器的輸出為高，功率開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，電流通過(guò)電感（L）、電流采樣電阻（RS）、
LED和功率開(kāi)關(guān)從VIN流到地，電流上升的斜率由VIN、電感（L）和LED壓降決定，在RS上
產(chǎn)生一個(gè)壓差VCSN， 當(dāng)(VIN-VCSN) > 230mV時(shí)，CS比較器的輸出變低，功率開(kāi)關(guān)關(guān)斷，
電流以另一個(gè)斜率流過(guò)電感（L）、電流采樣電阻（RS）、LED和肖特基二極管（D），當(dāng)(VIN-VCSN) 
< 170mV時(shí)，功率開(kāi)關(guān)重新打開(kāi)，這樣使得在LED上的平均電流為
4. 關(guān)鍵元件參數(shù)設(shè)計(jì)
4.1 輸出電流的設(shè)置
上述等式成立的前提是 DIM 端懸空或外加 DIM 端電壓高于 2.5V（但必須低于 5V）。實(shí)際
上，RS 是設(shè)定了 LED 的最大輸出電流，通過(guò) DIM 端，LED 實(shí)際輸出電流能夠調(diào)小到任意值。
高端電流采樣結(jié)構(gòu)使得外部元器件數(shù)量很少，采用 1%精度的采樣電阻，LED 輸出電流控
制在±3%的精度。薄膜貼片電阻按照額定功率的 70%降額使用，例如輸出電流 1A，采樣電阻
建議使用兩個(gè) 1/4W、1206 的 0.33Ω與 0.47Ω并聯(lián)。
4.2 續(xù)流二極管的選擇
為了保證最高的效率以及性能，二極管（D）應(yīng)選擇快速恢復(fù)、低正向壓降、低寄生
電容、低漏電的肖特基二極管，電流能力以及耐壓視具體的應(yīng)用而定，但應(yīng)保持30%的余
量，有助于穩(wěn)定可靠的工作。
1
? ? * *(1 ) OUT OUT
C OUT
IN IN
V V I I
V V 2
OUT I
(1 / ) 1
0.3
OUT IN OUT
LED
V V V
L I fsw
? ?
?
? ?
* 1
2 * * 1
IN OUT OUT
LP OUT
sw IN
V V V
I I
f L V
? ? ?
? ? ? ? ? ? ?
PT4115E
50V/1.5A降壓型 ，高亮度LED恒流驅(qū)動(dòng)器
華潤(rùn)矽威科技（上海）有限公司 
PT4121_AN01_Rev CH1.0
另外值得注意的一點(diǎn)是應(yīng)考慮溫度高于85°C時(shí)肖特基的反向漏電流。過(guò)高的漏電會(huì)增
加系統(tǒng)的功率耗散。
AC24V整流二極管（D）一定要選用低壓降的肖特基二極管，以降低自身功率耗散。
4.3 輸入電容 C1 的選擇
輸入電容需要吸收輸入端的開(kāi)關(guān)電流，要求承受充足的紋波電流有效值。輸入電容的
紋波電流有效值 IC1 可按如下公式計(jì)算：
當(dāng)輸入電壓是輸出電壓的2倍時(shí)，IC1最大，為 。因此，推薦選擇紋波電流有效值
大于輸出電流的1/2，典型耐壓值為50V，容值≥22μF，X7R或者更高等級(jí)的瓷片電容。
4.4 電感 L1 的選擇
選擇電感時(shí)，需要考慮以下方面：
1. 選擇較低的電感值會(huì)提高開(kāi)關(guān)頻率，增大開(kāi)關(guān)損耗。大部分應(yīng)用建議選擇開(kāi)關(guān)頻率
在100kHz至500kHz（典型值200KHz），建議紋波電流選取大約為開(kāi)關(guān)電流峰值的
30%，則對(duì)應(yīng)的電感L1可通過(guò)以下公式計(jì)算：
其中 fSW 為開(kāi)關(guān)頻率，ILED為 LED 輸出電流。
2. 輸出電流為 IOUT時(shí)，選擇的電感的額定飽和電流值大于電感的峰值電流，至少留有
30%的裕量即 ISAT=1.3ILP。電感的峰值電流 ILP可按如下公式計(jì)算：
IOUT為 LED 輸出電流。
3. 在開(kāi)關(guān)頻率較高時(shí)，電感的DCR內(nèi)阻和磁心損耗必須足夠低才能實(shí)現(xiàn)要求的效率指
標(biāo)。建議選擇一個(gè)DCR內(nèi)阻小于50 mΩ 電感來(lái)實(shí)現(xiàn)高的總效率。
4.5輸出電容 C2 的選擇
對(duì)應(yīng)大部分應(yīng)用，可不使用輸出電容。如果需要減少輸出電流紋波，一個(gè)最有效
的方法即在LED的兩端并聯(lián)一個(gè)容2.2μF的電容可滿足大部分需求。適當(dāng)?shù)脑龃筝敵鲭?
容可以抑制更多的紋波. 需要注意的是輸出電容不會(huì)影響系統(tǒng)的工作頻率和效率，但
是會(huì)影響系統(tǒng)啟動(dòng)延時(shí)以及調(diào)光頻率。
4.6 模擬調(diào)光
DIM端可以外加一個(gè)直流電壓(VDIM)調(diào)小LED輸出電流，最大LED輸出電流由（0.2/RS）
設(shè)定。
LED 平均輸出電流計(jì)算公式：
S
DIM
OUT 2 5 R 0 2 V I ?? ? . . (0.5V V 2.5V) ? DIM ? (2.5V V 5V) ? DIM ? S
OUT R
0.2 I ? S
OUT R 0 2 D I ? ? . (0 D 100%,2.5V V 5V) ? ? ? pulse ? S
pulse
OUT 2 5 R V 0 2 D I ? ? ? ? . . (0 D 100%,0.5V V 2.5V) ? ? ? pulse ?
PT4115E
50V/1.5A降壓型 ，高亮度LED恒流驅(qū)動(dòng)器
華潤(rùn)矽威科技（上海）有限公司
PT4121_AN01_Rev CH1.0
VDIM在 范圍內(nèi)LED保持100%電流等于
4.7 PWM 調(diào)光
LED的最大平均電流由連接在VIN和CSN兩端的電阻RS決定，通過(guò)在DIM管腳加入可
變占空比的PWM信號(hào)可以調(diào)小輸出電流以實(shí)現(xiàn)調(diào)光，計(jì)算方法如下所示：
如果高電平小于2.5V，則
通過(guò) PWM 調(diào)光，LED 的輸出電流可以從 0%到 100%變化。LED 的亮度是由 PWM
信號(hào)的占空比決定的。例如 PWM 信號(hào) 25%占空比，LED 的平均電流為(0.2/RS)的 25%。
建議設(shè)置 PWM 調(diào)光頻率在 100Hz 以上，以避免人的眼睛可以看到 LED 的閃爍。PWM 調(diào)
光比模擬調(diào)光的優(yōu)勢(shì)在于不改變 LED 的色度。PT4115E 調(diào)光頻率最高可達(dá) 20kHz.
4.8 軟啟動(dòng)
輸出電流很大且輸入電壓源輸出電流能力有限時(shí),可通過(guò)在DIM接入一個(gè)外部電容C6
至GND，使得啟動(dòng)時(shí)DIM端電壓緩慢上升，這樣LED的電流也緩慢上升，從而實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)
同時(shí)可避免輸入電壓源被限流。建議電容值選取0.47μF的0805瓷片電容,在電容兩端加肖
特基二極管到VIN加速電容放電可解決連續(xù)開(kāi)關(guān)機(jī)IC無(wú)法正常啟動(dòng)的情況。
4.9 IC 過(guò)熱保護(hù)
PT4115E 內(nèi)部設(shè)置了過(guò)溫保護(hù)功能（TSD）,以保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作。當(dāng) IC 芯片
溫度超出 150℃，IC 即會(huì)進(jìn)入 TSD 保護(hù)狀態(tài)并停止電流輸出，而當(dāng)溫度低于 130 時(shí)，IC
即會(huì)重新恢復(fù)至正常工作狀態(tài)。
PT4115E
50V/1.5A降壓型 ，高亮度LED恒流驅(qū)動(dòng)器
華潤(rùn)矽威科技（上海）有限公司 
PT4121_AN01_Rev CH1.0
5. PCB Layout 注意事項(xiàng)
合理的 PCB 布局設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)現(xiàn)芯片的穩(wěn)定工作是至關(guān)重要的。
1. 當(dāng)輸入電容離芯片的 VIN 引腳水平距離很遠(yuǎn)時(shí)，寄生電感會(huì)較大，上電過(guò)程中較大 di/dt
在寄生電感上產(chǎn)生的噪聲會(huì)影響芯片的采樣，致 IC 工作出現(xiàn)異常。避免上述問(wèn)題，需
在靠近芯片 VIN 引腳至 GND 并聯(lián)一個(gè) 0.1μF 的瓷片電容。
錯(cuò)誤的 PCB Layout 示意圖 1：
正確的 PCB Layout 示意圖 2： 較好的 PCB Layout 示意圖 3： 2.電流采樣電阻 Rs 盡可能靠近芯片 VIN 與 CSN 引腳以減小電流采樣誤差；
3.電流環(huán)路，包括輸入電容、采樣電阻、電感、肖特基二極管，應(yīng)盡可能短；
4.為了有效地減小電流環(huán)路的噪聲，輸入旁路電容建議單點(diǎn)接地。輸入電容C1的地與 MOS
管 Q1 的地均為功率地，芯片 U1 的地為信號(hào)地，正確的做法是“MOS 管 Q1 的地先與輸
入電容 C1 的地連接然后再由輸入電容的單點(diǎn)地連接至芯片 U1 的地”。
PT4115E
50V/1.5A降壓型 ，高亮度LED恒流驅(qū)動(dòng)器
華潤(rùn)矽威科技（上海）有限公司
PT4121_AN01_Rev CH1.0
示意圖如下：
錯(cuò)誤的做法 正確的做法
5.MOS 管的 DRAIN 端是開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)，走線盡可能短且遠(yuǎn)離芯片，以減小電感的輻射。
PCB Layout 參考圖
TOP Layer BOTTOM Layer
6. 散熱注意事項(xiàng)
當(dāng)系統(tǒng)工作的環(huán)境溫度較高及驅(qū)動(dòng)大電流負(fù)載時(shí)，必須要注意避免系統(tǒng)達(dá)到功率極
限。在實(shí)際應(yīng)用中，要求達(dá)到每25mm2 的PCB 大約需要1oz 敷銅的電流密度以有利于散
熱。若PCB板允許，請(qǐng)盡量多敷銅，并連接至電源的GND，以吸收電感的干擾，也有利于
散熱。
7. 應(yīng)用注意事項(xiàng)
7.1輸出負(fù)載使用電子負(fù)載的 CV 模式時(shí)，由于電子負(fù)載響應(yīng)速度較慢，當(dāng)無(wú)輸出電容或
輸出電容較小時(shí)，PT4115E 會(huì)出現(xiàn)工作異常。改善的措施：加大輸出電容，延長(zhǎng)啟動(dòng)
時(shí)間，當(dāng)啟動(dòng)時(shí)間大于電子負(fù)載響應(yīng)時(shí)間時(shí)，PT4115E 在 CV 模式下也能正常工作。
7.2測(cè)試 PT4115E 開(kāi)關(guān)機(jī)及動(dòng)態(tài)性能時(shí)，輸出負(fù)載務(wù)必采用 LED 燈。
8. Revision History
PT4115E
50V/1.5A降壓型 ，高亮度LED恒流驅(qū)動(dòng)器
華潤(rùn)矽威科技（上海）有限公司 
PT4121_AN01_Rev CH1.0
Date Author Revision De