热平衡功能在SiLM4228x中的应用有哪些？
本文主要阐述了silm4228x系列 led 驱动器的热平衡功能及外部分流电阻的设计，并且通过实验说明热平衡功能在实际应用中的表现。
led驱动器
led驱动器是led照明系统中的关键组成部分，其性能对整个系统的稳定性和效率具有直接的影响。led驱动器主要有两种类型：线性稳压器（ldo）和 dc-dc调节器。数明半导体推出的silm4228x-aq 系列独立的三通道led 驱动器采用的就是线性稳压器的方式。
与dc-dc调节器相比，线性稳压器通常只需要较少的外部元件，同时产生的噪声相对较低，对信号的干扰也较小。然而，线性稳压器的工作效率相对较低。特别是在处理大电流时，ldo 的效率问题更加明显，这会导致设备发热严重。silm4228x-aq系列集成了热平衡功能，可以有效减少芯片的发热，从而提升芯片稳定性和使用寿命。
线性驱动芯器芯片功耗计算
为了了解silm4228x-aq系列led驱动器的热平衡功能是如何实现的，首先需要了解线性驱动器芯片的功耗计算。可以通过输入电压（vin）、led驱动器输出串联led的颗数（series_led_count）、led的驱动电流(iled)、led的前向压降（vf）以及led的通道数（nch）来计算led驱动器上产生的功耗。led驱动器的总功耗计算公式如下：
以一个具体的示例来说明，当使用 silm4228x-aq系列并关闭热平衡功能来实现如下应用时：
1.输入电压vin=12v
2.串联 led 的颗数为2颗
3.led的驱动电流iled=120ma
4.led的压降vf=2.2v
此时silm4228x led驱动器上承受的功耗将达到2.736w。如果无法做到良好的散热，led驱动器的结温将会急速升高，从而影响芯片的稳定性和使用寿命。
热平衡功能的工作原理
silm4228x-aq系列led驱动器的热平衡功能是通过优化芯片设计，在ledxa和ledxb之间使用外部分流电阻器来共享ic封装功率，通过在 pcb 板上散热来灵活避免热点的产生，实现智能化功率管理。
图1. 具有热平衡功能的典型应用图
silm4228x-aq为每个通道提供两个电流输出路径。电流从电源流入silm4228x-aq集成电流调节电路，并通过ledxa和ledxb引脚流向led ，ledxa和ledxb引脚上的电流输出是独立调节的，以实现所需的总电流输出。正常工作时，silm4228x-aq总是尽可能多地调节输出电流至ledxb 引脚，直到ledxb电流路径达到饱和。
此时，若在ledxb上串联外部分流电阻器（rshunt），则芯片上的功耗就会被外部分流电阻分担一部分，从而使芯片的功耗降低。ledxa和ledxb通道输出电流的分配关系可以用如下计算公式进行计算，其中vledxb_sat为0.65v。
如下图2. 显示了输出电流分配随输入电压的变化曲线。
图2. 输出电流分配与输入电压的关系
外部分流电阻的选择
ledxb上串联的外部分流电阻会最终决定ledxa和ledxb上的电流分布，所以可以按照将外部分流电阻上的功耗等于总功耗的50%的原则来选取外部分流电阻。外部分流电阻（rshunt）的选取公式如下：
为了验证silm4228x-aq系列led驱动器的热平衡功能，使用上面提到过的应用配置，则可以得到ledxb上串联的外部分流电阻为126.7ω，实际应用中采用125ω的外部分流电阻。此时各通道上的功耗随输入电压的关系如下图所示：
图3. 单通道功耗随输入电压的关系
此时，silm4228x led驱动器上承受的功耗为1.62w，功耗降低了40%。实际应用中，通过合理的调节外部分流电阻器的大小，来减小silm4228x led 驱动器上的功耗。
另外值得注意的时，在选取外部分流电阻时，我们应当时刻关注外部分流电阻上的功耗，根据功耗选取合适的封装。此应用中所用的分流电阻承受的功耗为0.417w，外部分流电阻至少要用到2010的封装（2010封装贴片电阻的最大功率为0.75w）。外部分流电阻上的功耗可以采用如下公式进行计算:
实验结果
实验结果
在相同的输入/输出功率情况下，使用和未使用外部分流器的芯片温升的差别如下图所示。未使用热平衡功能时，芯片的最高温度达到了131.3℃，而在启用热平衡功能后，芯片表面温度下降到了85.8℃。
图4. 未使用外部分流器
图5. 使用外部分流器
综上所述，silm4228x-aq系列独立的三通道led驱动器不仅具有线性稳压器的优点，还通过集成热平衡功能有效解决了效率低下时发热严重的问题。它的成功应用将为led照明系统带来更稳定、更高效、更长寿命的性能提升。
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led驱动器是led照明系统中的关键组成部分，其性能对整个系统的稳定性和效率具有直接的影响。led驱动器主要有两种类型：线性稳压器（ldo）和 dc-dc调节器。数明半导体推出的silm4228x-aq 系列独立的三通道led 驱动器采用的就是线性稳压器的方式。
与dc-dc调节器相比，线性稳压器通常只需要较少的外部元件，同时产生的噪声相对较低，对信号的干扰也较小。然而，线性稳压器的工作效率相对较低。特别是在处理大电流时，ldo 的效率问题更加明显，这会导致设备发热严重。silm4228x-aq系列集成了热平衡功能，可以有效减少芯片的发热，从而提升芯片稳定性和使用寿命。
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为了了解silm4228x-aq系列led驱动器的热平衡功能是如何实现的，首先需要了解线性驱动器芯片的功耗计算。可以通过输入电压（vin）、led驱动器输出串联led的颗数（series_led_count）、led的驱动电流(iled)、led的前向压降（vf）以及led的通道数（nch）来计算led驱动器上产生的功耗。led驱动器的总功耗计算公式如下：
以一个具体的示例来说明，当使用 silm4228x-aq系列并关闭热平衡功能来实现如下应用时：
1.输入电压vin=12v
2.串联 led 的颗数为2颗
3.led的驱动电流iled=120ma
4.led的压降vf=2.2v
此时silm4228x led驱动器上承受的功耗将达到2.736w。如果无法做到良好的散热，led驱动器的结温将会急速升高，从而影响芯片的稳定性和使用寿命。
热平衡功能的工作原理
silm4228x-aq系列led驱动器的热平衡功能是通过优化芯片设计，在ledxa和ledxb之间使用外部分流电阻器来共享ic封装功率，通过在 pcb 板上散热来灵活避免热点的产生，实现智能化功率管理。
图1. 具有热平衡功能的典型应用图
silm4228x-aq为每个通道提供两个电流输出路径。电流从电源流入silm4228x-aq集成电流调节电路，并通过ledxa和ledxb引脚流向led ，ledxa和ledxb引脚上的电流输出是独立调节的，以实现所需的总电流输出。正常工作时，silm4228x-aq总是尽可能多地调节输出电流至ledxb 引脚，直到ledxb电流路径达到饱和。
此时，若在ledxb上串联外部分流电阻器（rshunt），则芯片上的功耗就会被外部分流电阻分担一部分，从而使芯片的功耗降低。ledxa和ledxb通道输出电流的分配关系可以用如下计算公式进行计算，其中vledxb_sat为0.65v。
如下图2. 显示了输出电流分配随输入电压的变化曲线。
图2. 输出电流分配与输入电压的关系
外部分流电阻的选择
ledxb上串联的外部分流电阻会最终决定ledxa和ledxb上的电流分布，所以可以按照将外部分流电阻上的功耗等于总功耗的50%的原则来选取外部分流电阻。外部分流电阻（rshunt）的选取公式如下：
为了验证silm4228x-aq系列led驱动器的热平衡功能，使用上面提到过的应用配置，则可以得到ledxb上串联的外部分流电阻为126.7ω，实际应用中采用125ω的外部分流电阻。此时各通道上的功耗随输入电压的关系如下图所示：
图3. 单通道功耗随输入电压的关系
此时，silm4228x led驱动器上承受的功耗为1.62w，功耗降低了40%。实际应用中，通过合理的调节外部分流电阻器的大小，来减小silm4228x led 驱动器上的功耗。
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实验结果
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图4. 未使用外部分流器
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