DC-DC-华润矽威-PT4115

PT4115 概述 PT4115 是一款连续电感电流导通模式的降压恒流源，用于 驱动一颗或多颗串联 LED。PT4115 输入电压范围从 6 伏到 30 伏，输出电流可调，较大可达 1.2 安培。根据不同的输 入电压和外部器件，PT4115 可以驱动高达数十瓦的 LED。 PT4115 内置功率开关，采用高端电流采样设置LED平均电 流，并通过DIM引脚可以接受模拟调光和很宽范围的PWM调 光。当DIM的电压低于0.3伏时，功率开关关断，PT4115进 入较低工作电流的待机状态。 PT4115 采用 SOT89-5 封装和 ESOP8 封装。 特点 z 较少的外部元器件 z 很宽的输入电压范围：从 6V 到 30V z 较大输出 1.2A 的电流 z 复用 DIM 引脚进行 LED 开关、模拟调光和 PWM 调光 z 5%的输出电流精度 z LED 开路自然保护 z 高达 97%的效率 z 输出可调的恒流控制方法 z 增强散热能力的 ESOP8 封装可用于大功率驱动 z 满足 RoHS 标准 z 应用 z 低压 LED 射灯代替卤素灯 z 车载 LED 灯 z LED 备用灯 z LED 信号灯 定购信息 封装 温度范围 定购型号 包装运输 产品打印 SOT89-5 -40 oC 到 85 oC PT4115B89E:A type PT4115B89E-B:B type Tape and Reel 1000 units PT4115 xxxxxX ESOP8 -40 oC 到 85 oC PT4115BSOH:A type PT4115BSOH-B:B type Tape and Reel 2500 units PT4115 xxxxxX Note: 典型应用电路 xxxxxX Assembly Factory Code Lot Number 30V/1.2A、高调光比 LED 恒流驱动器 华润矽威科技（上海）有限公司 PT4115_DS Rev CH_2.9 PT4115 管脚 管脚描述 管脚号 管脚名称 描述 1 SW 功率开关的漏端 2 GND 信号和功率地 3 DIM 开关使能、模拟和 PWM 调光端 4 CSN 电流采样端，采样电阻接在CSN和VIN端之间 5 VIN 电源输入端，必须就近接旁路电容 - Exposed PAD 散热端，内部接地，贴在 PCB 板上减小热阻 ESOP8 4,5 NC 无连接,接地或悬空 极限参数(注 1) 符号 参数 参数范围 单位 VIN 电源电压 -0.3~45 V SW 功率开关的漏端 -0.3~45 V CSN 电流采样端 (相对 VIN) +0.3~(-6.0) V DIM 开关使能、模拟和 PWM 调光端 -0.3~6 V ISW 功率开关输出电流 1.5 A PDMAX 功耗(注 2) 1.5 W PTR 热阻, SOT89-5（θJA） 45 o C /W PTR 热阻, ESOP-8（θJA） 40 o C /W TJ 工作结温范围 -40 to 150 o C TSTG 储存温度范围 -55 to 150 o C ESD (注 3) 2 kV 1234 567 CSN 8 VIN SW NC NC GNDP GNDA DIM ESOP8 PT4115 30V/1.2A、高调光比 LED 恒流驱动器 华润矽威科技（上海）有限公司 PT4115_DS Rev CH_2.9 PT4115 推荐工作范围 符号 参数 参数范围 单位 VIN 电源电压 6 ~ 30 V TOPT 工作温度 -40 to +85 o C 注 1：较大极限值是指**出该工作范围，芯片有可能损坏。推荐工作范围是指在该范围内，器件功能正常，但并不完全 保证满足个别性能指标。电气参数定义了器件在工作范围内并且在保证特定性能指标的测试条件下的直流和交流电参数 规范。对于未给定上下限值的参数，该规范不予保证其精度，但其典型值合理反映了器件性能。 注 2：温度升高较大功耗一定会减小，这也是由 TJMAX, θJA,和环境温度 TA 所决定的。较大允许功耗为 PDMAX = (TJMAX - TA)/ θJA 或是极限范围给出的数字中比较低的那个值。 注 3：人体模型，100pF 电容通过 1.5kΩ 电阻放电。 电气参数(注 4, 5) 无特别说明 VIN=12V, TA=25 oC 符号 参数 测试条件 较小值 典型值 较大值 单位 VIN 输入电压 6 30 V VUVLO 欠压保护 VIN下降 5.1 V VUVLO, HYS 欠压保护迟滞 VIN 上升 500 mV FSW 较大工作频率 1 MHz 电流采样 A 档 95 98 101 mV VCSN 平均采样电压 VIN- VCSN B 档 99 102 105 mV VCSN_hys 采样电压迟滞 ±15 % ICSN CSN管脚输入电流 VIN-VCSN=50mV 8 µA 关断电流 IOFF 关断电流 VDIM<0.3V 95 µA DIM输入 VDIM 内部电路工作电压 DIM浮空 5 V VDIM_H DIM输入高电平 2.5 V VDIM_L DIM输入低电平 0.3 V VDIM_DC 模拟调光电压范围 0.5 2.5 V fDIM 较大PWM调光频率 fOSC=500kHz 50 kHz 低频 PWM调光占空比 范围 fDIM =100Hz 0.02% 1 DPWM_LF 低频PWM调光比 5000:1 高频 PWM调光占空比 范围 fDIM =20KHz 4% 1 DPWM_HF 低频PWM调光比 25:1 30V/1.2A、高调光比 LED 恒流驱动器 华润矽威科技（上海）有限公司 PT4115_DS Rev CH_2.9 PT4115 电气参数（续）（注 4、5） 符号 参数 测试条件 较小值 典型值 较大值 单位 DIM输入 RDIM DIM对内部工作电压上拉电阻 200 KΩ IDIM_L DIM接地漏电流 VDIM = 0 25 uA 功率开关 RSW SW导通电阻 VIN =24V VIN =12V 0.4 0.6 Ω ISWmean SW连续电流 1.2 A ILEAK SW漏电流 0.5 5 µA 过热保护 TSD 过热保护温度 160 ℃ TSD-hys 过热保护迟滞 20 ℃ 注 4：典型参数值为 25˚C 下测得的参数标准。 注 5：规格书的较小、较大规范范围由测试保证，典型值由设计、测试或统计分析保证。 简化模块图 工作原理描述 PT4115和电感（L）、电流采样电阻（RS）形成一个自 振荡的连续电感电流模式的降压型恒流LED控制器。 VIN上电时，电感（L）和电流采样电阻（RS）的初始电 流为零，LED输出电流也为零。这时候，CS比较器的输出 为高，内部功率开关导通，SW的电位为低。电流通过电 感（L）、电流采样电阻（RS）、LED和内部功率开关 从VIN流到地，电流上升的斜率由VIN、电感（L）和LED 压降决定，在RS上产生一个压差VCSN， 当(VIN-VCSN) > 115mV时，CS比较器的输出变低，内部功率开关关断， 电流以另一个斜率流过电感（L）、电流采样电阻（RS）、 LED和肖特基二极管（D），当(VIN-VCSN) < 85mV时，功 率开关重新打开，这样使得在LED上的平均电流为 Rs Rs I OUT 0.1/ 2 0.085 0.115 = ×+ = 30V/1.2A、高调光比 LED 恒流驱动器 华润矽威科技（上海）有限公司 PT4115_DS Rev CH_2.9 PT4115 高端电流采样结构使得外部元器件数量很少，采用 1%精 度的采样电阻，LED 输出电流控制在±5%的精度。 PT4115 可以在 DIM 管脚加 PWM 信号进行调光，DIM 管 脚电压低于 0.3V 关断 LED 电流，** 2.5V 全部打开 LED 电流，PWM 调光的频率范围从 100Hz 到 20KHz 以上。当 高电平在 0.5V 到 2.5V 之间，也可以调光，具体应用细节 见后面应用说明。 DIM 管脚也可以通过外加直流电压(VDIM) 调小 LED 电流 （模拟调光），较大 LED 电流由采样电阻 RS 决定。直流 电压(VDIM) 的有效的调光范围是 0.5V 到 2.5V。当直流电 压(VDIM)** 2.5V，输出 LED 电流保持恒定，并由(0.1/RS) 设定。LED 电流还可以通过 DIM 到地之间接一个电阻到 进行调节，内部有一个上拉电阻（典型 200K 欧姆）接在 内部稳压电压 5V 上，DIM 管脚的电压由内部和外部的电 阻分压决定。 DIM管脚在正常工作时可以浮空。当加在DIM上的电压低 于0.3V时，内部功率开关关断，LED电流也降为零。关断 期间，内部稳压电路保持待机工作，静态电流仅为95uA。 此外，为了保证可靠性，PT4115内部包含过热保护功能 （TSD），封装含有散热PAD。过热保护功能在芯片过热 （160℃）时保护芯片和系统，外部的散热PAD增强了芯 片功耗，于是，PT4115能够安全地输出较大电流。PT4115 还可以通过DIM管脚外接热敏电阻（NTC）到LED 附近， 检测温度动态调节LED电流保护LED，详见后面应用说明。 特性曲线 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 75% 80% 85% 90% 95% ** Supply Voltage Vin(V) Efficiency1,3 and 7 LEDs L=47uH Rs=0.13ohm 1LED 3 LEDs 7LEDs 5 10 15 20 25 30 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 Supply Voltage Vin(V) Vdim vs Supply Voltage Efficiency Vdim(V) 30V/1.2A、高调光比 LED 恒流驱动器 华润矽威科技（上海）有限公司 PT4115_DS Rev CH_2.9 PT4115 特性曲线 （续） -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 5.00 5.05 5.10 5.15 5.20 5.25 5.30 Temperature(Deg C) Vdim vs Temperature 5 15 25 35 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 Supply Voltage Vin(V) Rsw vs Supply Voltage 0 5 10 15 20 25 30 0 50 100 150 200 250 Supply Voltage Vin(V) Supply Current vs Supply Voltage Vdim(V) Rsw (ohm) Iin (uA) 30V/1.2A、高调光比 LED 恒流驱动器 华润矽威科技（上海）有限公司 PT4115_DS Rev CH_2.9 PT4115 特性曲线 （续） 012345 0 100 200 300 400 500 600 700 800 R=0.33ohm Dim Pin Voltage (V) LED Current vs Vdim R=0.13ohm 5 10 15 20 25 30 1.10 1.12 1.14 1.16 1.18 1.20 1.22 1.24 6LEDs 7LEDs 5LEDs 4LEDs 2LEDs 3LEDs Supply Voltage(V) Output Current L=27uH Rcs=0.0825ohm 1LED 5 10 15 20 25 30 -8% -7% -6% -5% -4% -3% -2% -1% 0% 1% 2% 3% 7LEDs 5LEDs 6LEDs 4LEDs 3LEDs Supply Voltge(V) Output Current L=27uH Rcs=0.0825ohm 1LED 2LEDs 5 10 15 20 25 30 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% ** 7LEDs 6LEDs 5LEDs 3LEDs 2LEDs 4LEDs Supply Voltage Vin(V) Duty Cycle L=27uH R=0.0825ohm 1LED 5 10 15 20 25 30 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 7LEDs 2LEDs 3LEDs 5LEDs 6LEDs 4LEDs Supply Voltage Vin(V) Switching Frequency L=27uH R=0.0825ohm 1LED LED current (mA) Output Current Output Current Deviation Duty Cycle Switching Frequency(kHZ) 30V/1.2A、高调光比 LED 恒流驱动器 华润矽威科技（上海）有限公司 PT4115_DS Rev CH_2.9 PT4115 特性曲线 （续） 5 10 15 20 25 30 710 720 730 740 750 760 770 780 790 800 7LEDs 3LEDs 5LEDs 2LEDs 6LEDs 4LEDs Supply Voltage Vin(V) Output Current L=47uH Rcs=0.13ohm 1LED 5 10 15 20 25 30 -6% -4% -2% 0% 2% 4% 6% 2LEDs 4LEDs 6LEDs 7LEDs 5LEDs 3LEDs 1LED Supply Voltage(V) Output Current L=47uH Rcs=0.13ohm 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% ** 7LEDs 6LEDs 5LEDs 4LEDs 3LEDs Supply Voltage Vin(V) Duty Cycle L=47uH Rcs=0.13ohm 1LED 2LEDs 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 7LEDs 6LEDs 5LEDs 4LEDs 3LEDs 2LEDs 1LED Supply Voltage Vin(V) Switch Frequency L=47uH Rcs=0.13ohm 5 10 15 20 25 30 -6% -4% -2% 0% 2% 4% 6% 8% 7LEDs 3LEDs 6LEDs 5LEDs 4LEDs 2LEDs 1LED Supply Voltage(V) Output Current L=100uH Rcs=0.33ohm Output Current(mA) Output Current Deviation Duty Cycle Switch Frequency(kHz) Output Current Deviation 30V/1.2A、高调光比 LED 恒流驱动器 华润矽威科技（上海）有限公司 PT4115_DS Rev CH_2.9 PT4115 特性曲线 （续） 5 10 15 20 25 30 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 7LEDs 6LEDs 5LEDs 4LEDs 3LEDs Supply Voltage Vin(V) Duty Cycle L=100uH R=0.33ohm 1LED 2LEDs 5 10 15 20 25 30 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 7LEDs 5LEDs 6LEDs 4LEDs 3LEDs 2LEDs 1LED Supply Voltage Vin(V) Switch Frequency L=100uH R=0.33ohm Duty Cycle Switch Frequency(kHz) 30V/1.2A、高调光比 LED 恒流驱动器 华润矽威科技（上海）有限公司 PT4115_DS Rev CH_2.9 PT4115 应用说明 通过外部电流采样电阻RS设定LED平均电流 LED的平均电流由连接在VIN和CSN两端的电阻RS决定： 0.1/ OUT I = Rs (Rs ≥ 0.082Ω) 上述等式成立的前提是DIM端浮空或外加DIM端电压** 2.5V（但必须低于5V）。实际上，RS是设定了LED的较大 输出电流，通过DIM端，LED实际输出电流能够调小到任 意值。 通过直流电压实现模拟调光 DIM端可以外加一个直流电压(VDIM)调小LED输出电流， 较大LED输出电流由（0.1/RS）设定，如图所示： LED 平均输出电流计算公式： Rs V I DIM OUT ×× = 2.5 0.1 (0.5V V 2.5V ) ≤ DIM ≤ VDIM在 (2.5V V 5V ) ≤ DIM ≤ 范围内LED保持**电 流等于 0.1/ OUT I = Rs 通过PWM信号实现调光 LED的较大平均电流由连接在VIN和CSN两端的电阻RS决 定，通过在DIM管脚加入可变占空比的PWM信号可以调小 输出电流以实现调光，计算方法如下所示： Rs D I OUT × = 0.1 (0 D **,2.5V V 5V ) ≤ ≤ < pulse < 如果高电平小于2.5V，则 Rs V D I pulse OUT ×× × = 2.5 0.1 (0 D **,0.5V V 2.5V) ≤ ≤ < pulse < 通过PWM调光，LED的输出电流可以从0%到**变化。 LED的亮度是由PWM信号的占空比决定的。例如PWM信 号25%占空比，LED的平均电流为(0.1/RS)的25%。建议设 置PWM调光频率在100Hz以上，以避免人的眼睛可以看到 LED的闪烁。PWM调光比模拟调光的优势在于不改变LED 的色度。PT4115调光频率较高可**过20kHz. 关断模式 通过在DIM端接入0.3V以下的电压，实现系统关断，通常 情况下，系统的静态电流保持在95μA以下。 软启动模式： 通过在DIM接入一个外部电容，使得启动时DIM端电压缓 慢上升，这样LED的电流也缓慢上升，从而实现软启动。 通常情况下，软启动时间和外接电容的关系大约为 0.8ms/nF. LED开路 PT4115具有内在开路保护功能，负载一旦开路，芯片的SW 处于悬空状态，芯片将被设置于安全的低功率模式，因此 LED负载开路时LED和芯片都是安全的。负载重新连接后 进入正常的工作状态。 30V/1.2A、高调光比 LED 恒流驱动器 华润矽威科技（上海）有限公司 PT4115_DS Rev CH_2.9 PT4115 旁路电容 在电源输入必须就近接一个低等效串联电阻（ESR）的旁 路电容，ESR越大，效率损失会变大。该旁路电容要能承 受较大的峰值电流，并能使电源的输入电流平均，减小对 输入电源的冲击。直流输入时，该旁路电容的较小值为 4.7uF，在交流输入或低电压输入，旁路电容需要100uF的 钽电容或类似电容。该旁路电容尽可能靠近芯片的输入 管脚。 为了保证在不同温度和工作电压下的稳定性，建议使用 X5R/ 选取电感 PT4115推荐使用的电感参数范围为27uH ~ 100uH。电感的 饱和电流必须要比输出电流高30%到50%。 LED输出电流越小，建议采用的电感值越大。在电流能力 满足要求的前提下，希望电感取得大一些，这样恒流的效 果会更好一些。电感器在布板时请尽量靠近VIN和SW，以 避免寄生电阻所造成的效率损失。 下表给出电感选择建议: 输出电流 电感值 饱和电流 Iout>1A 27-47uH 0.8Ahttp://michale001.b2b168.com
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