HV9910B中文板

HV9910 高亮度通用LED 驱动器 特色 ► 效率大于90％ ► 输入电压范围8VDC－450VDC ► 恒流驱动LED ► 驱动电流从几毫安到超过1A ► 能驱动从1个至数百个LED ► 外部 PWM 低频调光，EN使能 ► 外部线性调光 应用领域 ► DC/DC或AC/DC 的LED驱动器 ► RGB 背光 LED 驱动器 ► 平板显示器背光驱动 ► 恒流源 ► LED信号灯和装饰灯 ► 汽车 ► 充电器 综合描述 HV9910 是一个高效 PWM LED 驱动器控制集成电路.. 它在输入电压从8VDC到450VDC范围内能有效驱动高亮 LED。该芯片能以高达300KHz的固定频率驱动外部 MOSFET，其 频率外部电阻编程决定.为了保正亮度恒定并 增强LED的可靠 性，外部高亮LED串采用恒流方式控制， 而不是恒压控制. 其恒流值由外部取样电阻值决定，变化范 围从几毫安到1安培 HV9910 使用了一个高压隔离连接工艺能经受高达 450V 的浪涌输入电压的冲击. 对一个 LED 串的输出 电流能被编程设定在零和它的最大值之间的任何值, 它由输入到HV9910的线性调光器的外部控制电压所 控制. 另外,HV9910 也提供一个低频的 PWM 调光功 能, 能接受一个外部达几千赫磁的控制信号在0- 100% 的占空比下进行调光. 典型应用 VDD VIN HV9910 LD GATE PWMD CS RT GND HV9910 分类信息 封装选项 型号 SOIC-16 DIP-8 SOIC-8 HV9910 HV9910NG-G HV9910P-G HV9910LG-G -G 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示此封装符合 RoHS 要求 (‘绿色’) 最大的允许额定值 参数 数值 VIN 到 GND -0.5V to +470V CS -0.3V to (VDD + 0.3V) LD, PWM_D 到 GND -0.3V to (VDD - 0.3V) GATE本到 GND -0.3V to (VDD + 0.3V) VDDMAX 13.5V 连续的耗散功率(TA = +25°C) (备注 1) 16-Pin SO ( 7.5mW/°C 在 +25°C以上时) 750mW 8-Pin DIP ( 9mW/°C 在 +25°C以上时) 900mW 8-Pin SO ( 6.3mW/°C 在 +25°C以上时) 630mW 工作环境温度 -40°C to +85°C 工作节温 +125°C 贮存环境温度 -65°C to +150°C 最大允许额定值是指超过这些值可能会损坏器件. 在这些条件式之下是不利于的功能运 作的. 器件连续工作在最大允许额定值下可能影响器件可靠性. 所有的电压是叁考的对 器件接地. 电气性能 (在此推荐的工作条件除非另有注明 - TA = 25°C) 代号 参数 最小 典型 最大 单位 条件 VINDC 直流输入电压范围 8.0 450 V 直流输入电压 IINsd 关机模式供电电流 - 0.5 1 mA PWM_D引脚到 GND, VIN = 8V VDD 内部线性电源 7.0 7.5 8.0 V VIN = 8 – 450V, IDD(ext) = 0, 引脚 Gate 开路 VDDmax VDD 最大电压 - - 13.5 V 当用外部电压直接供电给引脚 VDD IDD(ext) VDD 对外可提供的电流 1 - - 1.0 mA VIN = 8 – 100V UVLO VDD 欠压闭锁电压阈值 6.45 6.7 6.95 V VIN 上升 ∆UVLO VDD 欠压闭锁磁滞电压 - 500 - mV VIN 下降 VEN(lo) PWM_D 引脚输入低电压 - - 1.0 V VIN = 8 – 450V VEN(hi) PWM_D 引脚输入高电压 2.4 - - V VIN = 8 – 450V REN PWM_D 引脚下拉电阻 50 100 150 kΩ VEN = 5V VCS(hi) 电流采样的阈值电压 225 250 275 mV @TA = -40°C to +85°C VGATE(hi) 门极高电平,输出电压 VDD-0.3 - VDD V IOUT = 10mA VGATE(lo) 门极低电平, 输出电压 0 - 0.3 V IOUT = -10mA fOSC 振荡器频率 20 80 25 100 30 120 kHz kHz ROSC = 1.00MΩ ROSC = 226kΩ DMAXhf 最大 PWM 占空比 - - 100 % FPWMhf = 25kHz, 在 GATE, CS 对 GND. 0 - 250 mV @TA = <85°C, VIN = 12V 线性调光引脚的电压范围 VLD 电流采样的消隐间隔时间l 150 215 280 ns VCS = 0.55VLD, VLD = VDD TBLANK 1 同样受封装的耗散功率所限制, 以最低的为准 . 2 引脚 SOIC-16 SOIC-8 DIP-8 功能描述 VIN 1 1 输入电压 8V to 450V DC CS 4 2 LED 灯串的电流采样输入端 GND 5 3 芯片地 GATE 8 4 驱动外部MOSFET的栅极 PWM_D 9 5 低频 PWM 调光脚, 也是使能输入脚. 内部集成 100kΩ 的下拉电阻到地 VDD 12 6 内部线性电源 (一般是7.5V ). 能够向外部线路提供 高达1mA 的电流.当交流输入电压在整流时接近零交 越时,一个足够大的储能电容用来提供能量. LD 13 7 线性调光器被用来改变电流采样比较仪的电流限制阈值 ROSC HV9910 代号 14 8 频率振荡控制器. 一个电阻连接在此引脚与地之间用 来设定PWM 的频率. S 参数 最小 典型 最大 单位 条件 tDELAY 从CS 到GATE 输出 lo的延迟时间 - - 300 ns 在VIN = 12V, VLD = 0.15, VCS = 0 to 0.22V 时的 TBLANK tRISE GATE 输出上升时间 - 30 50 ns CGATE = 500pF tFALL GATE 输出下降时间 - 30 50 ns CGATE = 500pF 引脚封装图 8-Lead DIP/SOIC 用 16-Lead SOIC No Connects (NC) 是指内部没有连接 , 也可以用来作 PCB 走线用 . 方框图 & 典型应用 VIN VDD VIN VDD REG 7.5V OSC ROSC 250mV CM LD GATE R Q CM CS PWM_D 100k HV9910 GND 3 HV9910 应用信息 AC/DC 交流输入应用 HV9910 是一个低成本的可降压, 升压, 升降压的控制芯片, 特别适合 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 驱动多串LED或LED阵列.该芯片既适用于全球 通用的AC交流输入, 也适用于8－450V的直流输入. 交流输 入时, 为提高功率因素, 通过由EN 61000-3-2 Class C所规定 的照明设备的交流谐波的限制, 在输入功率小于25W, 可很容 易的在线路中加入无源功率因素校正电路得以实现. HV9910 可驱动上百个高亮度的LED串联或数串高亮度的LED, 这些 LED能被设计成一串或串并联结合的方式, HV9910通过调节 恒流值可确保LED亮度和光谱并延长寿命. HV9910的特色是 使能脚PWM_D可采用脉宽调制(PWM)的方法调节LED亮度, 同时兼作使能端，该端悬空时芯片无输出控制。HV9910也 可通过LD端线性调压的方式连续调节LED的输出电流从而控 制亮度(也叫线性调光). HV9910 提供 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的 8-pin SOIC 和 DIP 封装. 在VIN >250V的应用需求时,也可以采用SO-16 的封装. HV9910 内部包含了一个高压线性电源 , 它向内部所有线路提供能量 , 也可以提供给外部低压电路 . LED 驱动控制 HV9910可控制包括隔离/非隔离, 连续/非连续等类所有的转 换器 . 当GATE端输出高电平驱动外部的功率MOSFET时 , LED驱动器将储存到电感或变压器原边电感的输入能量, 依 赖不同的转换器类型,可能储能和将部分能量直接传给LED 串，当功率MOSFET关断时, 储存在磁性元件上的能量转换 为LED串的驱动电流. (工作在Flyback 模式). 当 VDD电压大于 UVLO时， GATE端可以输出高电 平 . 此时输出电流通过限制外部功率MOSFET的峰 值 电 流 的 方 式 工 作 . 外 部 电 流 采 样 电 阻 与 功 率 MOSFET的 源 极 串 联 , 此 采 样 电 阻 的 电 压 反 馈 到 HV9910的CS pin脚, 当CS pin脚的电压超过峰值电流的 设定的 阈值电 压时 , GATE的 驱动 信 号 结 束 , 功率 管关断 . 此峰值电流比较仪的阈值电压在内部设定 值为 250mV, 亦可通过 LD pin在外部设定 .当需要软 启动时, 在LD pin连接一个电容,从而允许电压按期望的的速 率上升, 因此, 确保 LED 的输出电流是逐渐上升的. 很明显, 一个简单的无源功率因素校正电路, 由 3 二极管 和 2 电容组成,应用线路显示如图1. 供电电流 HV9910 需要 1mA 的启动电流 . 如框图所示 , 此电流由 HV9910 的内部产生,无需象其它的电路中需加一个大的启动 电阻. 此外, 在 HV9910的应用中,它能用内部的线性电源连 续的向内部的所有线路提供7.5V的电压. 设定输出电流 如图1, 选择降压拓扑时, LED中的平均电流是 CS 的峰值电 压的一个好的表现. 然而,运用这种电流采样方法,有一个相关 连的误差需要被计算进去 .此误差的提出是因为电感中的平 均电流和峰值电流是不同的. 例如电感纹波电流的峰峰值是 150mA, 要 得 到 500mA的LED电流, 该 采 样 电 阻 应 为 : 250mV/(500mA+ 0.5*150mA) = 0.43Ω. 调光 有两种方式可以实现调光 , 取决不同的应用, 可以单独调节 也可组合调节. LED 的输出电流能被控制, 也能被线性调节 改变, 或通过控制电流的开关来维持电流的不变. 第二种调 光方式(叫PWM 调光)通过改变输出电流的占空比来控制 LED的亮度. 线性调光通过调节LD pin脚电压从0到250mV而实现，该控 制电压优先于内部CS pin设定值250mV , 从而可输出电流实 现编程. 例如, 在 VDD 和地之间接一个分压器,设定CS pin 的控制电压. 当分压器设定的控制电压超过250mV将不会改 变输出电流. 如希望更大的输出电流, 可以选择一个更小 的采样电阻. PWM 调光通过外部PWM信号加在PWM_D pin 端而实现. 该 PWM 信号可由微控制器或由脉冲发生器按希望的LED的 亮度以一定的占空比来实现. 在此PWM 方式下, 以该信号 的有效和失效转换来调节LED的电流. 在此模式,LED 的电 流处在这两种状态之一 : 零或由采样电阻设定的正常 电流 . 4 HV9910 . 它不可能用这个方法去达到比HV9910用采样电阻设定的水 平更高的平均亮度 . HV9910 用 这 种 PWM控制方法,这灯 的输出只能在零到100%之间调整. 此PWM调光方法的精度 仅仅取决于GATE的最小脉宽的限制, 即此频率的占空比的百 分比. 这里有一些由应用线路图1,给出的典型的波形阐明PWM 调 光方法如下. CH1 是指 MOSFET 的漏极电压, CH2 是给 PWM_D脚的 PWM 信号 和 CH4 是LED 灯串的电流. 33% PWM Ratio at 500Hz Dimming 95% PWM Ratio at 500Hz Dimming 0.4% PWM Ratio at 500Hz Dimming 工作频率设定 振荡器的工作频率能被用一个外部电阻ROSC在25kHz 到 300 kHz之间设定: FOSC = 25000/(ROSC [kΩ] + 22) [kHz] 功率因数校正 当 LED 驱动器的输入功率不超过25W时, 为了通过标准 EN61000-3-2 Class C 的AC谐波的限制, 如 HV9910 的应用 线路图1, 可以加一个简单的被动功率因数校正电路. 这个典型 的应用电路线图表示怎样加这个线路而不影响电路的其它部 分. 一个由3个二极管和 2个电容器的简单电路被加在ac整流 输入的后面去改善输入电流的谐波失真和达到功率因数大于 0.85. 电感设计 提及典型的应用电路 ,可以从电感中计算得到希望 的 LED 波纹电流的峰峰值 . 但在典型的应用 ,这样 的波纹电流被选取为正常的 LED电流的 30% . 在这 个例子中，正常电流 ILED 是 350mA . 下一步是得出 LED灯串上的总电压降. 例如, 当灯串由 10 高亮度的LED组成且每个二极管在它的额定电流时的正向压 降为3.0V; 则LED 串的总电压VLEDS 是 30V. 5 HV9910 可以知道正常的整流后的输入电压VIN = 120V*1.41 = 169V, 由此可以决定开关的占空比: D = VLEDs /VIN = 30/169 = 0.177 然后 ,给出开关频率 ,在此例中 fOSC =50KHz, 这样需计 算功率管MOSFET的导通时间: TON = D/fOSC = 3.5 微秒 由这些必需的值,可以计算出电感: L = (VIN - VLEDs) * TON /(0.3 * ILED) = 4.6mH 输入大电容 输入滤波电容应该被设计在能保持整个AC线电压周期被整流 后的电压高于LED 串电压的两倍. 假定15%的相关电压的纹 波穿过电容器，一个简单的公式能给出此输入大电容器的最 小值: CMIN = ILED*VLEDs*0.06/VIN^2 CMIN = 22 µF, 这里选用 22µF/250V . 在被动的 PFC 电路中需要在输入端使用两个容值为计算出 的CMIN的电容串联. 这两个电容中的每一个应为输入电压的1/2和容量的两倍. 使能控制 HV9910能被关断当PWM_D pin 连接到地. 此时, HV9910 所消耗的静态电流小于1mA. 输出开路保护 当用降压型拓扑时, LED串和电感是串联连接的, 不需要任何 的保护. 另外,LED串 的一个开路条件. 断开LED的连接就意味着没有 开关交换和不能连续工作. 然而, 在buck-boost或Flyback拓 扑中, HV9910 可能聚积过多的电压在开关管和整流器二极 管上并可能造成损坏 .在这种情况 ,当侦测到过压条件时 HV9910 能够由PMW_D pin 下拉到地从而关断 . DC/DC 低压应用 降压型(BUCK)拓扑 当需要的LED灯串电压比供给的输入电压低时,需选用降压型 转换器拓扑. 对于在前面章节概略说明的降压型 LED 驱 动器的设计步骤也能很好的适用此低电压LED驱动器 的 . 然而 , 设计者必须注意的是输入电压必须维持高 于 2 倍的 LED灯串的正向压降 . 这个限制是因为当 HV9910作降压型变换器工作在占空比大于 0.5时 ,输出 电流可能变得稳定 . 这个不稳定性显示输出电流它本 身在开关谐波影响下会自激振荡 . 极性反转型(Buck-Boost)拓扑 当LED 灯串的正向压降比输入电压高,相等或者低的时候, 就 可用这个类型的转换器. 举例来说, 极性反转型(Buck-Boost) 拓扑特适用于当输入电压是12V的汽车的电瓶和输出灯串为3 到6个高亮度LED时, 此案例可能为尾部信号灯和破裂信号灯. 在极性反转型的变换器中, 当开关管导通时, 来自输入端的电 能首先储存在电感或者返驰式变压器中. 图1: 典型应用线路 2A 250V Coilcraft BUSH-2820R5b 1N4004 1N4004 68µF 160V 1N4004 BYV26B LEDs AC Input 85 - 135VAC 0.1µF 250V 0.1µF 250V 1N4004 1.0μF 10V VDD VIN RT 280 kΩ 750μH 2R NTC 1.0nF 250V 0.1µF 250V 1N4004 1N4004 1N4004 68µF 160V HV9910 GATE LD CS VN2224 220nF 400V Optional for PFC LED(s) - a string of HB LEDs, 16 diodes PWM_D GND 0.2Ω 6 H V jujumao ÍÖÔ² 1 0 同降压型拓扑不同的是, 反转型(Buck-Boost)拓扑变换器需 要一个输出滤波电容, 在开关电晶体导通时返驰式电感中的 电流从变换器的输出被转移, 它需要输送能量给 LED 灯串. 然后能量在开关管关断时传递到输出端.当下一个周期来时, 储存在返驰式电感中的能量还没有释放完,叫连续传导模式, 此直流变换器的输入输出电压关系式如下: VOUT = - VIN*D/(1-D) 输出电压可以比输入电压高,也可以比输入电压低, 取决于占 空比. 让我们讨论上述实例的汽车LED驱动器 ,它需要驱动三个高 亮度的350 mA的LED. 众所周知, 这正常的输入电压 VIN = 12V, LED 灯串的电压为 VLEDs =9V, 这样, 我们就决定了正常时的占空比, 可以得出不得: D = VLEDs/(VIN+VLEDs) =9/(12+9) = 0.43 然后, 需给出开关频率 ,在此例中假设 fOSC =50KHz, 此时 , 我们可以计算功率MOSFET 的的导通时间TON : TON = D/fOSC = 8.6 us 从而, 我们可以给出电感的值: L = VIN*TON/(0.3 * Iled) = 0.98mH, 取1mH 输出电容 为了平衡LED中的电流, 这个电容器的阻抗必须瞄准输出的 开关纹波电流, 且低于LED 灯串的动态阻抗ROUT . 如果 我们假设此实例中ROUT = 3.0Ω , 为了减少开关纹波, 取纹 波因子为10,这样需要选用等效串联阻抗(ESR) 为 0.3Ω的电 容. 为此,可选一个SMT 的钽电容. 7 HV9910 图 2: HV9910降压型驱动器--驱动900mA 高亮度(HB) LED (VIN = 8 - 30V) VIN +1 1 VIN = 8-30V VIN -1 C7 10µF, 35V C6 10µF, 35V U2 1 6 VDD ROSC D2 HB LED B140-13 900mA at 4.5V L21 2 R11 220µH 8 Q2 267KΩ 7 LD HV9910 Gat e 4 VN3205 C5 5 PWMD CS 2 2.2µF, 10V 3 R10 0.27Ω PWMD 图3: HV9910 极性反转型驱动器--驱动3到8个, 350mA高亮度(HB) LEDs (VIN = 8 - 30V) VIN +1 C8 C7 VIN = 8 - 30V LED LED LED 10µF, 10µF, LED LED LED 35V 35V 2 VIN -1 C4 L2 4.7µF, U2 1 VIN 6 HV9910 R2 8 470KΩ 1000µH 1 16V 3到8个350mA D13 C6 ROSC VDD HB LED's B260A-13 2.2µF, 4 7 Q2 16V GATE LD 5 2 IRFL014 PWMD CS R6 GND 0.27Ω 3 PWMD1 8 HV9910 8-引脚 双列直插塑封(P) 外形尺寸 0.040 (1.016) TYP 0.395 max 0.250 ± 0.015 尺寸:英寸 0.325 1.27BSC 0.250 度量图示 = (尺寸:毫米) 0.030 - 0.110 ± 0.005 1 0.300 - 0.320 0.130 ± 0.005 0.020 0.125 min. 0° - 10° 0.020 min. 0.009 - 0.015 0.018 ± 0.003 +0.025 -0.015 0.100 ± 0.010 8-引脚 贴片封装 (LG) 外形尺寸 4.90 ± 0.10 6.00 ± 0.20 Note 2 3.90 ± 0.10 5° - 15° 俯视图 0.25 - 0.50 (4 PLCS) Note 2 45° 0.17 - 0.25 1.25 MIN 1.75 MAX 0° - 8° 0.40 - 1.27 0.10 - 0.25 0.31 - 0.51 侧视图 平视图 备注: 1. 所有的尺寸单位是毫米. 角度单位是度. 2. 如果边角处没斜切面,那么一个 pin 1 标识符一定在指示区域内. 9 HV9910 16-引脚 贴片封装 (NG) 外形尺寸 9.9 ± 0.10 16 Note 2 6.0 ± 0.20 3.90 ± 0.10 1 俯视图 5O - 15O (4 PLCS) 0.25 - 0.50 0.17 - 0.25 45° Note 3 1.75 MAX 0 O - 8O 1.25MIN 1.27BSC 0.31 - 0.51 0.10 - 0.25 0.40 -1.27 侧视图 平视图 备注: 1. 所有的尺寸单位是毫米. 角度单位是度. 2. pin 1 标识符一定在指示区域内 3. 边角外形可能与图示不同 10