Texas Instruments LM3402HV Evaluation Board LM3402HVEVAL/NOPB LM3402HVEVAL/NOPB Datenbogen

R

SNS 

=

2

V

IN

 - V

O

0.2 x L

I

F

 x L + V

O

 x t

SNS

-

x t

ON

L

MIN 

=

V

IN

 - V

O

'

i

F

x t

ON

SNVS450E – SEPTEMBER 2006 – REVISED MAY 2013

In this example the ripple current through the LED array and the inductor are equal. Inductance is selected to
give the smallest ripple current possible while still providing enough

Δ

v

SNS

signal for the CS comparator to

operate correctly. Designing to a desired

Δ

v

SNS

of 25 mV and assuming that the average inductor current will

equal the desired average LED current of 350 mA yields the target current ripple in the inductor and LEDs:

Δ

i

F

=

Δ

i

L

=

Δ

v

SNS

/ R

SNS

, R

SNS

= V

SNS

/ I

F

(53)

Δ

i

F

= 0.025 / 0.57 = 43.8 mA

(54)

With the target ripple current determined the inductance can be chosen:

(55)

L

MIN

= [(60 – 49.2) x 2.7 x 10

-6

] / (0.044) = 663 µH

(56)

The closest standard inductor value is 680 µH. As with the previous example, the average current rating should
be greater than 350 mA. Separation between the LM3402HV drivers and the LED arrays mean that heat from the
inductor will not threaten the lifetime of the LEDs, but an overheated inductor could still cause the LM3402HV to
enter thermal shutdown.

The inductance itself of the standard part chosen is ±20%. With this tolerance the typical, minimum, and
maximum inductor current ripples can be calculated:

Δ

i

F(TYP)

= [(60 - 49.2) x 2.7 x 10

-6

] / 680 x 10

-6

= 43 mA

P-P

(57)

Δ

i

F(MIN)

= [(60 - 49.2) x 2.7 x 10

-6

] / 816 x 10

-6

= 36 mA

P-P

(58)

Δ

i

F(MAX)

= [(60 - 49.2) x 2.7 x 10

-6

] / 544 x 10

-6

= 54 mA

P-P

(59)

The peak LED/inductor current is then estimated:

I

L(PEAK)

= I

L

+ [

Δ

i

L(MAX)

] / 2

(60)

I

L(PEAK)

= 0.35 + 0.027 = 377 mA

(61)

In the case of a short circuit across the LED array, the LM3402HV will continue to deliver rated current through
the short but will reduce the output voltage to equal the CS pin voltage of 200 mV. Worst-case peak current in
this condition would be equal to:

Δ

i

F(LED-SHORT)

= [(63 – 0.2) x 2.7 x 10

-6

] / 544 x 10

-6

= 314 mA

P-P

I

F(PEAK)

= 0.35 + 0.156 = 506 mA

(62)

In the case of a short at the switch node, the output, or from the CS pin to ground the short circuit current limit
will engage at a typical peak current of 735 mA. In order to prevent inductor saturation during these fault
conditions the inductor’s peak current rating must be above 735 mA. A 680 µH off-the shelf inductor rated to
1.2A (peak) and 0.72A (average) with a DCR of 1.1

Ω

will be used for the green LED array.

A preliminary value for R

SNS

was determined in selecting

Δ

i

L

. This value should be re-evaluated based on the

calculations for

Δ

i

F

:

(63)

Sub-1

Ω

resistors are available in both 1% and 5% tolerance. A 1%, 0.56

Ω

device is the closest value, and a

0.125W, 0805 size device will handle the power dissipation of 69 mW. With the resistance selected, the average
value of LED current is re-calculated to ensure that current is within the ±5% tolerance requirement. From the
expression for LED current accuracy:

I

F

= 0.19 / 0.56 + 0.043 / 2 = 361 mA, 3% above 350 mA

(64)

Following the calculations from the Input Capacitor section,

Δ

v

IN(MAX)

will be 1%

P-P

= 600 mV. The minimum

required capacitance is:

C

IN(MIN)

= (0.35 x 2.7 x 10

-6

) / 0.6 = 1.6 µF

(65)

Copyright © 2006–2013, Texas Instruments Incorporated

27

Product Folder Links: