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灾诺
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概述 BP2808 是一款驱动 LED 的恒流控制芯片, 系统应用电压范围从 12DC 到 600DC, 占空比最大可达

BP2808 采用专利技术的源级驱动和恒流补偿方法, 使得 LED 电流从交流 85-265 范围内变化小于 ±3%

范围内系统效率高于 90% 在交流 85-265 范围内,BP2808 可以驱动从 3W 到 36W 的 LED 阵列,

LED 保护功能包括 LED 开路保护 LED 短路保护过温保护在系统故障出现的时候, 电源系统进入保护状态,

PAR30/PAR38/GU10/E27 LED 射灯球泡灯 LED 路灯 LED 洗墙灯 LED 信号灯 LED 景观灯

LED 短路保护 LED 开路保护芯片内部过温保护复用 DIM 引脚进行 LED 模拟调光 PWM 调光和系统动态温度补偿

89% 247 88% 85 105 125 145 165 185 205 225 245 265 Line oltage (

1 概述 BP2808 是一款驱动 LED 的恒流控制芯片, 系统应用电压范围从 12DC 到 600DC, 占空比最大可达 100% 支持交流输入, 主要应用于非隔离的 LED 驱动系统, 也可以用于 Flyback 隔离方案 BP2808 采用专利技术的源级驱动和恒流补偿方法, 使得 LED 电流从交流范围内变化小于 ±3% 而且,BP2808 采用专利技术的驱动结构, 使得系统 18W 的 LED 日光灯方案中, 在交流范围内系统效率高于 90% 在交流范围内,BP2808 可以驱动从 3W 到 36W 的 LED 阵列, 广泛应用于 E14 / E27 / PAR30 / PAR38 / GU10 等灯杯和 LED 日光灯 BP2808 具有多重 LED 保护功能包括 LED 开路保护 LED 短路保护过温保护在系统故障出现的时候, 电源系统进入保护状态, 直到故障解除, 系统又重新进入正常工作模式 BP2808 采用 SOP8 封装应用 LED 日光灯 PAR30/PAR38/GU10/E27 LED 射灯球泡灯 LED 路灯 LED 洗墙灯 LED 信号灯 LED 景观灯特点源级驱动结构恒流补偿技术低成本的 EMC 解决方案支持可控调光 ±5% 的输出电流精度高达 95% 的系统效率 LED 短路保护 LED 开路保护芯片内部过温保护复用 DIM 引脚进行 LED 模拟调光 PWM 调光和系统动态温度补偿典型应用 93% % 250 Efficiency (%) 91% 90% IOUT (ma) % % Line oltage ( AC ) Line oltage ( AC ) S 图表 1 效率和恒流特性上海晶丰明源半导体有限公司 Page 1

2 图表 2 典型应用图上海晶丰明源半导体有限公司 Page 2

3 管脚管脚描述管脚号管脚名称描述 1 GND 信号和功率地 2 LN 峰值阈值的线电压补偿, 采样 LN 和 DD 之间的电压 3 DD 电源输入端, 必须就近接旁路电容 4 OUT 内部功率开关的漏端, 外部功率开关的源端 5 NC 悬空 6 CS 电流采样端, 采样电阻接在 CS 和 GND 端之间 7 RT 设定功率开关关断时间 8 DIM 开关使能模拟和 PWM 调光端定购信息定购型号封装温度范围包装形式打印 BP2808ESO8 SOP8-40 o C 到 85 o C Tape and Reel BP2808 上海晶丰明源半导体有限公司 Page 3

4 极限参数 ( 注 1) 符号参数参数范围单位 DD 电源电压 -0.3~18 LN 线电压补偿 -0.3~18 OUT 内部功率开关的漏端 -0.3~20 CS 电流采样端 -0.3~6 DIM 开关使能模拟和 PWM 调光端 -0.3~6 RT 设定芯片工作关断时间 -0.3~6 I OUT 功率开关输出电流 0.8 A P DMAX 功耗 ( 注 2) 0.5 W P TR 热阻, SOP8(θJA) 150 o C /W T J 工作结温范围 -40 to 150 o C T STG 储存温度范围 -55 to 150 o C ESD ( 注 3) 3 k 注 1: 最大极限值是指超出该工作范围, 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: 温度升高最大功耗一定会减小, 这也是由 T JMAX, θ JA, 和环境温度 T A 所决定的最大允许功耗为 P DMAX (T JMAX - T A )/ θ JA 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 电阻放电推荐工作范围符号参数参数范围单位 DD 电源电压 0 ~ 16 T OPT 工作温度 -40 to +85 o C 上海晶丰明源半导体有限公司 Page 4

5 电气参数 ( 注 4, 5) ( 无特别说明 DD12, TA25 o C) 符号说明条件最小值典型值最大值单位 DD Input oltage ULO Under voltage lock out DD rising I ST Start up current DD 8 before startup ua ULO, HYS ULO hysteresis 2.5 电流采样 CS-TH Current sense threshold Δ LN m T LEB Current sense blank CS CS-TH +50m 500 ns interval T DELAY Sense to output CS CS-TH +50m 650 ns Δ Δ LN Δ LN LN - DD Δ LN 1-30 m 固定关断时间 T OFF Fixed turn off interval R T 270K us RT RT voltage 工作电流 I OFF Quiescent supply current with output off DIM < µa I OP Operating supply current F OP 50kHz 200 µa 调光 DIM Internal supply voltage DIM floating 5 DIM_H DIM input voltage High 2.5 DIM_L DIM input voltage Low 0.3 DIM_DC DC brightness control R DIM DIM pull up resistor to Internal supply voltage 100 kω I DIM_L DIM input leakage low DIM 0 50 ua 内部 MOSFET R SW SW On Resistance DD Ω I SWmean Continuous SW Current 700 ma I LEAK SW Leakage Current µa 过温保护 T SD Shutdown Temp. 150 T SD -hys TSD Hysteresis 20 注 4: 典型参数值为 25 C 下测得的参数标准注 5: 规格书的最小最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上海晶丰明源半导体有限公司 Page 5

6 应用信息 BP2808 是专门驱动 LED 的恒流控制芯片 BP2808 工作在连续电流模式的降压系统中, 芯片通过控制 LED 峰值电流和纹波电流, 从而实现 LED 平均电流的恒定芯片使用非常少的外部元器件就实现了恒流控制模拟调光 PWM 调光和可控硅调光等功能连接在 RT 的电阻设定 MOSFET 的关断时间每个周期开始,MOSFET 打开直到电感电流上升到峰值 I P REF / RCS ( ma) 这时 5 MOSFET 关断, 关断时间由 Toff 4 10 RT ( us) 决定过了设定的关断时间,MOSFET 又重新打开, 这样周而复始地工作关断时间控制了纹波电流 IR(10 3 *TOFF*LED)/L(mA), 1 LED 平均电流 I I I ( ma) 对于串联固定 LED 个数的系统,LED 电压相对比较稳定, 如果电 LED P 2 R 感也固定,LED 的输出电流就恒定了值得一提的是, 理论上,LED 电流不随输入电压变化实际上对于固定系统来说, 由于系统延时, 实际的峰值电流随着输入电压的升高而升高, 为了补偿这个峰值电流的变化,BP2808 采用独特的方法, 管脚 LN 用来检测输入电压, 随着输入电压升高, 降低 CS 的阈值电压值比如,LN 跟 DD 的差值 1,CS 的阈值电压值降低 30m 这样保证系统在很宽的电压范围恒流同样, 管脚 LN 也可以补偿输出电压详见 AN-211 为了达到系统效率最高,BP2808 采用独特的源极驱动功率 MOSFET 的方法, 使得芯片的工作电流非常低同时把 MOSFET 开关损耗的电能通过馈电二极管给芯片供电, 这样大大提高了系统的效率 BP2808 的管脚 DIM 可以接受模拟或 PWM 调光信号而且,DIM 端利用模拟调光方法对系统进行动态温度补偿 BP2808 还有芯片过温保护输出 LED 短路保护和输出 LED 开路保护非常适合对于系统效率要求很高的 LED 日光灯和投射灯等应用上海晶丰明源半导体有限公司 Page 6

7 应用实例 : 以下针对国内电网情况, 输出为 18W(24 串 12 并 ) 的应用为例, 来说明 BP2808 在 LED 驱动器中的设计方法和应用情况应用原理图电源 SPEC. 输入电压 : in 输入频率 : Fin50Hz LED 电压 : led3.2 LED 电流 : Iled20mA 系统效率 : η90% 功率因数 : PF0.9 电感电流纹波系数 : ΔIL 65% 相关参数计算及设定 : 输出电压 : 输出电流 : 输出功率 : 电感峰值电流 : 电感纹波电流 : 关断时间 : out24s* Iout12p*20mA240mA Pout76.8* W ILpk240+(240*65%)396mA ILrp2*( )312mA Toff10.8uS 上海晶丰明源半导体有限公司 Page 7

8 关键元件参数设计 : 1 保险管 (F1) a) 根据其应用的地区, 选择满足相应认证的保险管常见如下 : 美洲地区 :UL( 美国 ),CSA( 加拿大 ); 欧洲地区 :CE( 欧洲 ),DE( 德国 ),SEMKO( 瑞典 ),IMQ( 意大利 ); 中国大陆 :CCC 日本地区 :PSE b) 额定电流 : I R 2 P IN _ MIN O _ MAX PF η MIN [20/(176*0.85*90%)]*2297mA 实际应用的保险管电流须大于 297mA c) I 2 *t: 计算或测量出系统的浪涌电流根据相应的电流波形计算出 I 2 *t 的大小然后可根据额定电流大小和 I 2 *t 从保险管生产商的产品目录中选出能满足要求的型号 d) 这里选择 : 慢断 DE 500mA 5.5mm*15mm 2 滤波电容 Ce1 Ce2 a) 电容容量为提高系统的 PF 值, 这里采用了逐流电路 --- 串联充电, 并联放电在设计中, 需保证 bulk 电压在任何时段都大于输出电压 out, 通常预留 25% 的余量通过推导, 可知 : CE η MIN I O DMAX 6 f IN _ MIN (0.707 IN _ MIN 1.25 O _ MAX ) 38.9uF O _ 取 dc, D MAX MAX 0.8, IN_ MIN 取 176ac, η MIN 90%, f IN _ MIN 50Hz b) 电容耐压因为逐流电路是串联冲电, 所以电容两端的最高电压为 : 2 CE1 / 2 2 IN _ MAX 0.5*1.414* 这里选用 250 耐压就够用了 c) 由于是并联放电, 所以 CE1,CE2 在这里选用两个 22uF/ 的电解电容 3 主电感 Lm1 Lm2 a) 电感量 L Out ILrp B Toff 76.8*10.8/ mH 这里选用 2 个 5.2mH 电感并联上海晶丰明源半导体有限公司 Page 8

9 b) 绕线线径 D1.13*sqrt(Iout/2/J) J: 为电流密度, 这里取 *sqrt(0.24/2/6)0.16mm 两个电感并联, 每个取 :0.17mm c) 磁芯由于工字电感的成本比较低, 所以目前市面上用的比较多但工字电感会有以下几个问题 : 镍锌工字电感对于镍锌由于磁芯的种类太多, 初始磁导率从几十到一二千高斯若没有很严格的产品检测, 很难保证电感的性能如果要用这类的电感, 须对电感的磁芯芯指定具体磁芯厂家的具体型号锰锌工字电感对于锰锌, 其初始磁导率问题就没有镍锌那么严重但随之而来的是绝缘问题如果要用这类的电感, 磁芯先涂一层绝缘层, 然后磁芯加一个绝缘底座磁路问题由于工字电感的磁路为开环状态, 所以其抗干扰问题会比较突出, 尤其是在金属材料做为灯管的应用中所以在这里建议使用 EE 型或环形的锰锌磁芯来制作主电感 Lm1 Lm2 这里使用 EPC13 做为电感用 0.17mm 绕 330Ts 的情况下, 其 Bm 值为 2500Gs 4 开关管 Q1 a) 耐压需大于最高输入电压时的峰值 2 DS IN _ MAX 1.414* b) 电流开关管中的有效值为 : I S _ RMS 2 P O _ MIN O _ MAX η MIN 2*20.7/(0.9*70)0.64A 考虑降额值 ( 选 25%) Imos0.64* A c) 为提高系统效率, 可选择电流更大些 (Rdson 小 ) 的 MOSFET d) 这里选择 ST 公司的 STD2HNK60Z-1(IPAK 封装 ) 5 继流二极管 D3 a) 耐压需大于最高输入电压时的峰值 2 DS IN _ MAX 1.414* b) 电流开关管中的有效值为 : 上海晶丰明源半导体有限公司 Page 9

10 I D _ RMS 2 P O _ MIN O _ MAX η MIN 2*20.7/(70*0.9) 640mA 考虑降额值 ( 选 25%) Idb0.64* A c) 由于 DB 工作于高频状态, 尽量使用超快恢复二极管 d) 这里选择 ONsemi 公司的 MUR160(DO-15 封装 ) ER1J(SMA 封装 ) 等 6 采样电阻 Rs1,Rs2 a) 阻值 R CS I REF L _ PK 250/ Ω b) 额定功率 PRcs0.25^2/ W c) 这里选择 Rs1,Rs2 为 SMD_0805_1.25Ω±1%_2 并 7 Toff 时间设置电阻 Rt1 Rt1Toff/(4*10^-5)270K 这里选择 SMD_0805_270K±1% 8 启动及前馈补偿电阻 R4,R5,R6 a) 对于启动 R ST + R LN I IN _ MIN ST _ MAX 176/100uA1760K 这里选择 R4,R5 为 510K, b) 前馈补偿对于内部补偿系数, 选择 k 0.1% R LN k R ST 1020*0.1%1.02kΩ 这里 R6 选 1.0K 9 调光脚可以用进行模拟调光和 PWM 调光两种在不用的情况, 只要悬空即可对于模拟调光, 只需要外接一个 150K 的电位器就可以实验 0~100% 调光对于 PWM 调光, 建议的调光频为 270Hz 上海晶丰明源半导体有限公司 Page 10

11 Eff (%) 实验样机的测试数据 BP2808 Demo 板在各种情况下的测试数据如下 1. 输入电压变化对系统参数的影响 b) 系统效率 vs 输入电压 c) 输出功率 vs 输入电压 d) 输出电流 vs 输入电压 in (ac) Pout (W) in (ac) Iout (ma) in (ac) Pout (W) 环境温度变化对系统参数的影响 a) 输出功率 vs 环境温度 b) 输出电流 vs 环境温度 d) 系统效率 vs 环境温度 Temp (Deg.) Iout (ma) Temp (Deg.) Eff (%) Temp (Deg.) 3. 调光的情况 a) 输出电流 vs 调光电压 b) 输出功率 vs 调光电压 Iout (ma) 150 Pout (W) dim () dim () 上海晶丰明源半导体有限公司 Page 11

12 封装信息上海晶丰明源半导体有限公司 Page 12

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无锡市爱芯科微电子有限公司 TEL:0755-82863877 13242913995 E-MAIL:panxia168@126.com 85~ 265V AC 输入 LED 恒流驱动电路产品概述 AX 2028 是一款驱动 LED 的恒流控制芯片, 系统应用电压范围从 12 V 到 450 V, 占空比 0 ~ 100% 支持交流 85 ~ 265 V 输入, 主要应用于非隔离的 LED 驱动系统 AX 2028 优化的恒流控制方法,