Texas Instruments LM3402HV Evaluation Board LM3402HVEVAL/NOPB LM3402HVEVAL/NOPB 데이터 시트

SNVS450E – SEPTEMBER 2006 – REVISED MAY 2013

The LM3402/02HV features an internal power MOSFET as well as a floating driver connected from the SW pin to
the BOOT pin. Both rise time and fall time are 20 ns each (typical) and the approximate gate charge is 3 nC. The
high-side rail for the driver circuitry uses a bootstrap circuit consisting of an internal high-voltage diode and an
external 10 nF capacitor, C

B

. V

CC

charges C

B

through the internal diode while the power MOSFET is off. When

the MOSFET turns on, the internal diode reverse biases. This creates a floating supply equal to the V

CC

voltage

minus the diode drop to drive the MOSFET when its source voltage is equal to V

IN

.

The DIM pin of the LM3402/02HV is a TTL logic compatible input for low frequency PWM dimming of the LED. A
logic low (below 0.8V) at DIM will disable the internal MOSFET and shut off the current flow to the LED array.
While the DIM pin is in a logic low state the support circuitry (driver, bandgap, VCC) remains active in order to
minimize the time needed to turn the LED array back on when the DIM pin sees a logic high (above 2.2V). A 75
µA (typical) pull-up current ensures that the LM3402/02HV is on when DIM pin is open circuited, eliminating the
need for a pull-up resistor. Dimming frequency, f

DIM

, and duty cycle, D

DIM

, are limited by the LED current rise time

and fall time and the delay from activation of the DIM pin to the response of the internal power MOSFET. In
general, f

DIM

should be at least one order of magnitude lower than the steady state switching frequency in order

to prevent aliasing.

The current limit comparator of the LM3402/02HV will engage whenever the power MOSFET current (equal to
the inductor current while the MOSFET is on) exceeds 735 mA (typical). The power MOSFET is disabled for a
cool-down time that is 10x the steady-state on-time. At the conclusion of this cool-down time the system re-starts.
If the current limit condition persists the cycle of cool-down time and restarting will continue, creating a low-power
hiccup mode, minimizing thermal stress on the LM3402/02HV and the external circuit components.

The CS pin includes an output over-voltage/over-current comparator that will disable the power MOSFET
whenever V

SNS

exceeds 300 mV. This threshold provides a hard limit for the output current. Output current

overshoot is limited to 300 mV / R

SNS

by this comparator during transients.

The OVP/OCP comparator can also be used to prevent the output voltage from rising to V

O(MAX)

in the event of

an output open-circuit. This is the most common failure mode for LEDs, due to breaking of the bond wires. In a
current regulator an output open circuit causes V

SNS

to fall to zero, commanding maximum duty cycle.

shows a method using a zener diode, Z1, and zener limiting resistor, R

Z

, to limit output voltage to the reverse

breakdown voltage of Z1 plus 200 mV. The zener diode reverse breakdown voltage, V

Z

, must be greater than the

maximum combined V

F

of all LEDs in the array. The maximum recommended value for R

Z

is 1 k

Ω

.

As discussed in the Maximum Output Voltage section, there is a limit to how high V

O

can rise during an output

open-circuit that is always less than V

IN

. If no output capacitor is used, the output stage of the LM3402/02HV is

capable of withstanding V

O(MAX)

indefinitely, however the voltage at the output end of the inductor will oscillate

and can go above V

IN

or below 0V. A small (typically 10 nF) capacitor across the LED array dampens this

oscillation. For circuits that use an output capacitor, the system can still withstand V

O(MAX)

indefinitely as long as

C

O

is rated to handle V

IN

. The high current paths are blocked in output open-circuit and the risk of thermal stress

is minimal, hence the user may opt to allow the output voltage to rise in the case of an open-circuit LED failure.

Copyright © 2006–2013, Texas Instruments Incorporated

13

Product Folder Links: