非隔離LED驅(qū)動茂捷M8831兼容CL1501

1、概述M8831是一款高精度降壓型LED恒流驅(qū)動芯片。芯片工作在電感電流臨界連續(xù)模式，適用于85Vac265Vac全范圍輸入電壓的非隔離降壓型LED恒流電源。M8831芯片內(nèi)部集成500V功率開關(guān)，采用專利的驅(qū)動和電流檢測方式，芯片的工作電流極低，無需輔助繞組檢測和供電，只需要很少的外圍元件，即可實現(xiàn)優(yōu)異的恒流特性，極大的節(jié)約了系統(tǒng)成本和體積。M8831芯片內(nèi)帶有高精度的電流采樣電路，同時采用了專利的恒流控制技術(shù)，實現(xiàn)高精度的LED恒流輸出和優(yōu)異的線電壓調(diào)整率。芯片工作在電感電流臨界模式，輸出電流不隨電感量和LED工作電壓的變化而變化，實現(xiàn)優(yōu)異的負載調(diào)整率。M8831具有多重保護功能，包括LED

2、開路/短路保護，SEN電阻短路保護，欠壓保護，芯片溫度過熱調(diào)節(jié)等。特點l 電感電流臨界連續(xù)模式l 內(nèi)部集成500V功率管l 無需輔助繞組檢測和供電l 芯片超低工作電流l 寬輸入電壓l ±3%LED輸出電流精度l LED開路保護/短路保護l SEN電阻短路保護l 芯片供電欠壓保護l 過熱調(diào)節(jié)功能l 采用SOP-8封裝應用1) LED蠟燭燈2) LED球泡燈3) 其它LED照明典型應用1M8831典型應用圖定購信息定購型號封裝溫度范圍包裝形式M8831DRSOP8-40到105編帶2,500顆/盤管腳封裝圖2管腳封裝圖管腳描述極限參數(shù)(注1)符號參數(shù)參數(shù)范圍單位IDD_MAXVDD引腳最

3、大電源電流5mADRAIN內(nèi)部高壓功率管漏極到源極峰值電壓-0.3500VSEN電流采樣端-0.36VROVP開路保護電壓調(diào)節(jié)端-0.36VPDMAX功耗(注2)0.45WJAPN結(jié)到環(huán)境的熱阻145/WTJ工作結(jié)溫范圍-40to150TSTG儲存溫度范圍-55to150ESD(注3)2KV注1：最大極限值是指超出該工作范圍，芯片有可能損壞。推薦工作范圍是指在該范圍內(nèi)，器件功能正常，但并不完全保證滿足個別性能指標。電氣參數(shù)定義了器件在工作范圍內(nèi)并且在保證特定性能指標的測試條件下的直流和交流電參數(shù)規(guī)范。對于未給定上下限值的參數(shù)，該規(guī)范不予保證其精度，但其典型值合理反映了器件性能。注2：溫度升高最

4、大功耗一定會減小，這也是由TJMAX,JA,和環(huán)境溫度TA所決定的。最大允許功耗為PDMAX=(TJMAX-TA)/JA或是極限范圍給出的數(shù)字中比較低的那個值。注3：人體模型，100pF電容通過1.5K電阻放電。推薦工作范圍符號參數(shù)參數(shù)范圍單位ILED1輸出LED電流Vout=72V(輸入電壓176V265V)160mAILED2輸出LED電流Vout=36V(輸入電壓176V265V220mA電氣參數(shù)(注4,5)（無特別說明情況下，VDD=15V,TA=25）符號描述條件最小值典型值最大值單位電源電壓VDD_CLAMPVDD鉗位電壓1mA16.8VVDD_ONVDD啟動電壓VDD上升13.8

5、VVDD_UVLOVDD欠壓保護閾值VDD下降9VISTVDD啟動電流VDD=VDD-ON-1V120180uAIOPVDD工作電流FOP=70KHz100150uA電流采樣VSEN_TH電流檢測閾值388400412mVVSEN_SHORT短路時電流檢測閾值輸出短路200mVTLEB前沿消隱時間350nsTDELAY芯片關(guān)斷延遲200ns內(nèi)部時間控制TOFF_MIN最小退磁時間4.5usTOFF_MAX最大退磁時間240usTON_MAX最大開通時間40usVROVPROVP引腳電壓0.5V功率管RDS_ON功率管導通阻抗VGS=15V/IDS=0.4A14BVDSS功率管的擊穿電壓VGS=

6、0V/IDS=250uA500VIDSS功率管漏電流VGS=0V/VDS=500V10uA過熱調(diào)節(jié)TREG過熱調(diào)節(jié)溫度150注4：典型參數(shù)值為25C下測得的參數(shù)標準。注5：規(guī)格書的最小、最大規(guī)范范圍由測試保證，典型值由設(shè)計、測試或統(tǒng)計分析保證。內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖應用信息圖M8831內(nèi)部框圖M8831是一款專用于LED照明的恒流驅(qū)動芯片，應用于非隔離降壓型LED驅(qū)動電源。采用專利的恒流架構(gòu)和控制方法，芯片內(nèi)部集成500V功率開關(guān)，只需要極少的外圍組件就可以達到優(yōu)異的恒值電壓進行比較，當SEN電壓達到內(nèi)部檢測閾值時，功率管關(guān)斷。電感峰值電流的計算公式為：流特性。而且無需輔助繞組供電和檢測，系統(tǒng)成本極低。

7、IPK= 400(mA)RSEN啟動系統(tǒng)上電后，母線電壓通過啟動電阻對VDD電容充電，當VDD電壓達到芯片開啟閾值時，芯片內(nèi)部控制電路開始工作。M8831內(nèi)置17V穩(wěn)壓管，用于其中，RSEN為電流采樣電阻阻值。SEN比較器的輸出還包括一個350ns前沿消隱時間。LED輸出電流計算公式為：鉗位VDD電壓。芯片正常工作時，需要的VDD電流極低，所以無需輔助繞組供電。ILED=IPK2恒流控制，輸出電流設(shè)置芯片逐周期檢測電感的峰值電流，SEN端連接到內(nèi)部的峰值電流比較器的輸入端，與內(nèi)部400mV閾其中，IPK是電感的峰值電流。儲能電感M8831工作在電感電流臨界模式，當功率管導通時，流過儲能電感的電

8、流從零開始上升，導通時間為：Tovp»L´VSENRSEN´Vovpton=L´ IPKV- V其中，VSEN是SEN關(guān)斷閾值（400mV）INLED其中，L是電感量；IPK是電感電流的峰值；VIN是經(jīng)整流后的母線電壓；VLED是輸出LED上的電壓。Vovp是需要設(shè)定的過壓保護點然后根據(jù)Tovp時間來計算Rovp的電阻值，公式如下：當功率管關(guān)斷時，流過儲能電感的電流從峰值開始往下降，當電感電流下降到零時，芯片內(nèi)部邏輯再次將功率管開通。功率管的關(guān)斷時間為：Rovp» 15*Tovp*106保護功能（kohm）t= L´ IPKM8831

9、內(nèi)置多種保護功能，包括LED開路/短路保VoffLED護，SEN電阻短路保護，VDD欠壓保護，芯片溫度過儲能電感的計算公式為：L= VLED´ (VIN- VLED)f´ IPK´ VIN其中，f為系統(tǒng)工作頻率。M8831的系統(tǒng)工作頻率和輸入電壓成正比關(guān)系，設(shè)置M8831系統(tǒng)工作頻率時，選擇在輸入電壓最低時設(shè)置系統(tǒng)的最低工作頻率，而當輸入電壓最高時，系統(tǒng)的工作頻率也最高。M8831設(shè)置了系統(tǒng)的最小退磁時間和最大退磁時間，分別為4.5us和240us。由tOFF的計算公式可知，如果電感量很小時，tOFF很可能會小于芯片的最小退磁時間，系統(tǒng)就會進入電感電流斷續(xù)模式，L

10、ED輸出電流會背離設(shè)計值；而當電感量很大時，tOFF又可能會超出芯片的最大退磁時間，這時系統(tǒng)就會進入電感電流連續(xù)模式，輸出LED電流同樣也會背離設(shè)計值。所以選擇合適的電感值很重要。過壓保護電阻設(shè)置開路保護電壓可以通過ROVP引腳電阻來設(shè)置，ROVP引腳電壓為0.5V。當LED開路時，輸出電壓逐漸上升，退磁時間變短。因此可以根據(jù)需要設(shè)定的開路保護電壓，來計算退磁時間Tovp。熱調(diào)節(jié)等。當輸出LED開路時，系統(tǒng)會觸發(fā)過壓保護邏輯并停止開關(guān)工作。當LED短路時，系統(tǒng)工作在5KHz低頻，SEN關(guān)斷閾值降低到200mV，所以功耗很低。當有些異常的情況發(fā)生時，比如SEN采樣電阻短路或者變壓器飽和，芯片內(nèi)部的快速探測電路會觸發(fā)保護邏輯，系統(tǒng)馬上停止開關(guān)工作。系統(tǒng)進入保護狀態(tài)后，VDD電壓開始下降；當VDD到達欠壓保護閾值時，系統(tǒng)將重啟。同時系統(tǒng)不斷的檢測負載狀態(tài)，如果故障解除，系統(tǒng)會重新開始正常工作。過溫調(diào)節(jié)功能M8831具有過熱調(diào)節(jié)功能，在驅(qū)動電源過熱時逐漸減小輸出電流，從而控制輸出功率和溫升，使電源溫度保持在設(shè)定值，以提高系統(tǒng)的可靠性。芯片內(nèi)部設(shè)定過熱調(diào)節(jié)溫度點為150。PCB設(shè)計在設(shè)計M8831PCB時，需要遵循以下指南：旁路電容VDD的旁路電容需要緊靠芯片VDD和GND引腳。ROVP電阻開路保護電壓設(shè)置電阻需要盡量靠近芯片ROVP引腳。地線電流采樣電