PDF《带有源功率因数的 非隔离降压型 LED 照明驱动器》

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1 2015-06-25 HT7L4815 带有源功率因数的 非隔离降压型 LED 照明驱动器 特性 ? 非隔离降压型拓扑结构 ? 内置 500V MOSFET ? 宽AC 输入电压范围:85VAC ~ 265VAC ? 高功率因数 (>0.9),无需额外电路 ? 精确的恒定电流 (< ±3%) ? 低启动电流可降低启动功耗 ? 多重保护功能以确保安全: ? 门极驱动输出钳位电压 ? VCC 过压保护 (VCC OVP) ? 带迟滞的VCC 欠压锁定 (VCC UVLO) ? LED 串输出过流保护 ? LED 串输出短路保护 ? LED 串输出开路保护 ? 芯片过温保护 (OTP) ? 封装信息:8-pin SOP 应用领域 ? 一般照明 ? E26/27,T5/T8 LED 灯?其它 LED 照明应用 概述 HT7L4815 是一款用于 LED 照明应用的 非隔离降压型 PWM 控制器.该芯片内建 PFC 电路,可工作在临界导通模式 (BCM) 以实现高功率因数.通过合理地控制外部 MOSFET,HT7L4815 能满足 LED 电流高 精度和高功率因数的要求. HT7L4815 提供几种保护功能,包括 VCC 欠压锁定 (UVLO),过流保护 (OCP),LED 串输出开路保护,LED 串输出短路保护, VCC 过压保护 (OVP) 和电流检测前沿消 隐(LEB). 此外, 为确保系统可靠性, HT7L4815 中还内建热保护功能. 芯片功能集成度高,使外部零件最少化, 这使其在成本和电路板面积等方面占有很 大优势.该芯片提供 8-pin SOP 封装. 方框图 CS 7,8 DRAIN 5,6 EA Driver Logic Control 0.2V

2 PWM Generator LEB OCP ZCD OVP OTP UVLO VCC Reference & Bias Min Off Time VCC OVP ZCD Comparator OCP OTP Starter OTP OCP

4 3

1 ZCD COMP VSS Rev. 1.00

2 2015-06-25 HT7L4815 引脚图 HT7L4815

8 SOP-A CS CS DRAIN DRAIN VSS COMP VCC ZCD

1 2

3 4

8 7

6 5 引脚描述 引脚编号 符号 说明

1 VSS 接地引脚

2 COMP 环路补偿引脚.COMP 和GND 引脚之间需连接一个对地电容.

3 VCC 电源引脚

4 ZCD 零电流检测引脚 5,6 DRAIN 内部高压功率 MOSFET 管漏极 7,8 CS 电流检测引脚.需连接一个电阻用于检测 MOSFET 的电流. 极限参数 参数 范围 内部 MOSFET 漏极电压 -0.3V ~ 500V VCC 电源电压 -0.3V ~ 33V CS 引脚输入电压 -0.3V~ 6V COMP 引脚输出电压 -0.3V ~ 6V ZCD 引脚最大电流 3mA ( 源电流 ), 3mA ( 灌电流 ) 最大工作结温 150?C 存储温度 -55?C ~ 150?C 推荐工作条件 参数 范围 VCC 电源电压 17V ~ 25V 工作结温 -40?C ~ 125?C 输出功率 18.3W@300mA, 90VAC ~ 264VAC 21W@300mA, 180VAC ~ 264VAC Rev. 1.00

3 2015-06-25 HT7L4815 电气特性 VCC=18V, Ta=25?C 符号 参数 条件 最小 典型 最大 单位 电源电压 (VCC 引脚 ) VCCON UVLOON ― ―

18 ― V VCCOFF UVLOOFF ― ―

10 ― V VCCHYS UVLO 迟滞 ―

7 ― ― V VOVP VCC 过压保护阈值 ―

26 29

32 V ISTART 启动电流 开启前 , @ VCC = UVLOON - 1V ―

10 20 μA IQ 静态电流 未切换 ― 0.6

1 mA 误差信号放大器 VFB 反馈参考电压 Ta = 25?C

194 200

206 mV 电流检测比较器 TLEB 前沿消隐时间 ― ―

400 ― ns VCL 电流限制阈值 ― ― 1.1 ― V VOCP 电流保护阈值 ― ― 0.9 ― V 电流保护解除阈值 ― ― 0.2 ― V 零电流检测器 VZCDH 上钳位电压 IZCD = 300μA ―

3 ― V VZCDL 下钳位电压 IZCD = -2.5mA ― -0.2 ― V VZCDA 上升沿 ― ― 1.5 ― V VZCDT 下降沿 ― ―

1 ― V IOVP ZCD 引脚过压保护电流 ―

270 300

330 μA TB_OVP 过压保护检测消隐时间 ― ―

1 ― μs 启动 TSTART 启动定时器周期 ― ―

40 ― μs TOFF 最小关断时间 ― ―

4 ― μs 过温保护 OTP 过温保护阈值 ― ―

150 ― ?C 功率 MOSFET RDS 功率 MOSFET 开启电阻值 @ VGS = 10V, IDS = 0.5A ― 2.5 ― Ω BVDSS 功率 MOSFET 漏-源级电压 @ VGS = 0V, IDS < 250μA

500 ― ― V Rev. 1.00

4 2015-06-25 HT7L4815 典型性能特性

4 6

8 10

12 14

16 -40 -20

0 20

40 60

80 100

120 temperature (℃) start up current (uA) 图1. 启动电流 vs. 温度 1.6 1.65 1.7 1.75 1.8 1.85 1.9 1.95

2 -40 -20

0 20

40 60

80 100

120 temperature (℃) operating current (mA) 图2. 工作电流 vs. 温度

17 17.4 17.8 18.2 18.6

19 -40 -20

0 20

40 60

80 100

120 temperature (℃) UVLO_on(V) 图3. UVLO_on vs. 温度

9 9.4 9.8 10.2 10.6

11 -40 -20

0 20

40 60

80 100

120 temperature (℃) UVLO_off(V) 图4. UVLO_off vs. 温度

198 198.5

199 199.5

200 200.5

201 -40 -20

0 20

40 60

80 100

120 temperature (℃) VFB (mV) 图5. VFB vs. 温度 图6. 温度 vs. 交流输入电压 图7. 效率 vs. 交流输入电压 图8. 温度 vs. 高交流输入电压 Rev. 1.00

5 2015-06-25 HT7L4815 图9. 效率 vs. 高交流输入电压 典型应用电路 CS

5 2

3 6 HT7L4815

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7 8 CS ZCD VSS COMP VCC DRAIN DRAIN 90Vac~265Vac LED+ LED- 功能描述 HT7L4815 是一款专为 LED 照明应用设计 的通用 AC/DC LED 驱动芯片,无需额外 电路即可实现高功率因数,仅需少量外部 元件便可达到高 LED 电流精度.仅需少量 外部元件便可达到高 LED 电流精度.该应 用中有分开的 GND,一个是 HT7L4815 的 浮地,另一个是大地.客户需注意这两个 GND 不能直接连在一起以避免 IC 损害和 系统故障. 启动电流 该芯片具有极低的启动电流 ISTART,用户可 以选择一个阻值较大的启动电阻以降低功 耗,提高效率. VCC 欠压锁定 C UVLO 该芯片具有 8V 迟滞的电压锁存功能.当VCC 高于 18V 时PWM 控制器开启,VCC 低于 10V 时PWM 控制器关闭.迟滞特性 可确保芯片在启动过程中通过输入电容器 积累的电荷上电.启动后,当输出电压升 高到一定值时,VCC 将通过辅助绕组或齐 纳二极管由输出供电.VZ=VLED-VCC. 临界导通模式 C BCM 功率 MOSFET 通过电感电流零点检测开 启.可通过 ZCD 电压检测零点电流.当电 感电流过零点时,ZCD 引脚的电压迅速下 降.HT7L4815 检测到下降沿后开启功率 MOSFET.临界导通模式提供低导通开关 损耗和高转换效率. Rev. 1.00

6 2015-06-25 HT7L4815 零电流检测 C ZCD 在正常工作时,ZCD 电压工作在 0V~3V. 若此 ZCD 引脚的电压高于 1.5V,ZCD 比 较器将保持在原状态直到电压降至 1V 以下.当电感电流过零点时,ZCD 引脚的电 压迅速下降,该芯片检测到 1V 电压下降 沿后开启功率 MOSFET.0.5V 迟滞可避免 任何噪声导致的误触发. 恒流控制 HT7L4815 检测整个电感电流,通过内部 误差信号放大器形成闭环回路以获取高的 恒流精度.CS 电压和 0.2V 参考电压作为 Gm 放大器的两个输入端,输出是通过外 部COMP 电容内部集成.MOSFET 的ON 时间通过 COMP 电压控制,用于调整输出 电流. 前沿消隐 C LEB on CS 每次外部功率 MOSFET 开启时,不可避 免使得在检测电阻处产生一个前沿尖峰电 压.为防止误触发,此芯片内建了前沿消 隐电路将产生 400ns 的前沿消隐时间.在 此消隐期间,限流比较器除能,无法关掉 门极驱动. 过压保护 C OVP on VCC 为避免 PWM 控制器损坏,该芯片在 VCC 引脚上提供了一个过压保护功能.当VCC 电压大于 OVP 阈值电压 29V 时,PWM 控 制器将立即停止工作.当VCC 电压降至 UVLO off 以下的电平,控制器再次复位. LED 开路保护 C ZCD OVP LED 电压通过电阻 RZCD 映射到 ZCD 引脚 上.当RZCD 上的电流高于 300μA 时,ZCD OVP 功能开始工作,PWM 控制器将立即 停止工作.当VCC 降至 UVLO off 以下的 电平,控制器再次复位. VOVP-ZCD 通过下面公式设置: VOVP_ZCD = VZCDH + IOVP*RZCD 此处的VZCDH 是ZCD 引脚的上钳电压3V.IOVP 代表ZCD 引脚的OVP 电流300μA.RZCD 代表连接在ZCD 和LED 正 极间的电阻值. 过流保护 C OCP HT7L4815 在CS 引脚具有过流保护功能. 内建的过流保护电路用于检测电流值,当 电流值大于 VOCP/RCS 阈值时,门极输出将 保持在低电平状态. LED 短路保护 C SCP 当LED 串中的一些 LED 短路时,输出电 压下降,也会导致 VCC 电压下降.一旦 VCC 电压降到 10V 以下,HT7L4815 将停 止工作.此种情况下,启动操作将通过启 动电阻给 VCC 引脚重新充电.IC 将进入 UVLO hiccup mode. 热保护 HT7L4815 内具有热保护功能,避免芯片 受过热破坏.当结温超过 150?C 阈值时, 热保护功能会立即关闭 DRAIN 终端设备. 当VCC 降低至 UVLO off 电平以下,控制 器再次复位. Rev. 1.00

7 2015-06-25 HT7L4815 封装信息 请注意,这里提供的封装信息仅作为参考.由于这个信息经常更新,提醒用户咨询 Holtek 网站以获取最新版本的封装信息. 封装信息的相关内容如下所示,点击可链接至 Holtek 网站相关信息页面. ? 封装信息(包括外形尺寸、包装带和卷轴规格) ? 封装材料信息 ? 纸箱信息 Rev. 1.00

8 2015-06-25 HT7L4815 8-pin SOP (150mil) 外形尺寸 , . + /

0 = - & ) * + " # 符号 尺寸 ( 单位:inch) 最小值 典型值 最大值 A ― 0.236 BSC ― B ― 0.154 BSC ― C 0.012 ― 0.020 C' ― 0.193 BSC ― D ― ― 0.069 E ― 0.050 BSC ― F 0.004 ― 0.010 G 0.016 ― 0.050 H 0.004 ― 0.010 α 0° ― 8° 符号 尺寸 ( 单位:mm) 最小值 典型值 最大值 A ― 6.00 BSC ― B ― 3.90 BSC ― C 0.31 ― 0.51 C' ― 4.90 BSC ― D ― ― 1.75 E ― 1.27 BSC ― F 0.10 ― 0.25 G 0.40 ― 1.27 H 0.10 ― 0.25 α 0° ― 8° Rev. 1.00

9 2015-06-25 HT7L4815 Copyright?

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