FM4116 文件编号 :S&CIC1505) 产品概述 FM4116 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 FM4116 输入电压范围 6V 到 32V, 输出电流可调, 最大可达 1.2A 根据不同的输入电压和外部器件,FM4116 可以驱动高达数十瓦的 LED FM4116 内置功率开关, 采用高端电流采样设置 LED 电流 FM4116 自带具有迟滞功能的使能端口, 用于安防监控 LED 驱动能大幅减少外部元器件 主要特点 极少外部元器件 宽电源电压范围 :6V-32V 最大电流输出能力 1.2A 5% 输出电流精度 高达 97% 的效率 自带迟滞功能使能控制 抗静电能力 :2000V(HBM) 工作温度范围 :-20 ~+80 ESOP8 封装 主要应用 安防监控 LED 驱动 订购信息 产品型号 封装 工作温度 FM4116 ESOP8-20 ~+80 脚位图及引脚定义 序号引脚名称输入 / 输出引脚说明 1 IRC O IR-CUT 输出信号 IRC 1 8 ISE 2 GND I 芯片地 GND 2 7 VIN 3 NC -- 悬空引脚 NC EN 3 6 4 5 LX PGND 4 EN I/O 芯片使能, 内部集成 5V 上拉电流电路 5 PGNG I 芯片功率地 6 LX O 功率开关漏极 7 VIN I 芯片电源 ESOP-8 8 ISE I 电流采样端 www.superchip.cn 第 1 页共 9 页 Version 1.0
绝对最大额定值 ( 如无特殊说明,TA=25,VSS=0V) 范围 参数 符号 最小 典型 最大 单位 电源电压 VIN -0.3 12 40 V 功率开关漏极 LX -0.3-40 V 电流采样端 ( 相对 VIN) ISE -5-0.3 V 功率管输出电流 ISW - - 1.2 A (1) θ JA 封装热阻抗 θ JA ESOP 8 - - 40 /W 最高工作结温 TJ - - 150 焊接温度 - - - 260 /10S 储存温度范围 Tstg -65-150 注 :(1) 最大功耗可按照下述关系计算 PD =(TJ-TA)/θ JA TJ 表示电路工作的结温温度,TA 表示电路工作的环境温度 封装热阻的计算方法按照 JESD 51-7 电气参数 ( 如无特殊说明,VCC=12V, TA=25 ) ) 参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 VIN 输入电压 6 12 32 V I QOFF 静态电流 EN=0V, 空载 330 ua I QON 静态电流 EN=5V 2 ma V sense 平均采样电压 VIN- V sense 95 100 105 mv I sense I se 端输入电流 V sense =VIN-0.1 10 ua I_EN EN 端输出电流 EN 接 200KΩ 电阻到地 11.25 12.5 13.75 ua V IHEN EN 输入高电平 2.5 V V ILEN EN 输入低电平 1.5 V V IRC IRC 输出高电平 I IRC =1mA 4.5 5 5.5 V I IRC IRC 输出电流 1 ma I LXM LX 持续电流 1.2 A R LX LX 端导通电阻 I LX =1A 0.5 Ω F LX LX 端开关频率 L=33uH, V LED =3.6V, I LX 300 KHz F LXM LX 端最大频率 1 MHz T SD 过热保护温度 135 T SDHYS 过热保护迟滞 20 注 :(1) 规格书最大最小值由测试保证, 典型值由设计 测试或统计分析保证 www.superchip.cn 第 2 页共 9 页 Version 1.0
推荐工作条件 ( 如无特殊说明,TA=25 ) 参数 符号 条件 范围最小典型最大 单位 电源电压 VCC 6 12 32 V 持续输出电流 I OUT VCC=12V 1.2 A (1) 工作温度范围 T A 20 80 功耗 P D ESOP8 1500 mw 注 :(1) TA 表示电路工作的环境温度 典型参数特性曲线 www.superchip.cn 第 3 页共 9 页 Version 1.0
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FM4116 文件编号 :S&CIC1505) 典型应用电路图 图 1 使用内部稳压与比较器构成 LED 恒流驱动 图 2 不使用内部稳压与比较器构成 LED 恒流驱动 www.superchip.cn 第 5 页共 9 页 Version 1.0
FM4116 文件编号 :S&CIC1505) 器件列表 名称 典型应用值 器件封装 RS 采样电阻 Resistor, 0.1R,±1% 1206 R1 光敏电阻 - R2 分压电阻 Resistor, 62k,±1% 0603 R4 电阻 Resistor, 1k,±1% 0603 C1 电容 Capacitor, 104p, X7R,±10%,50V 0603 C2 电容 Capacitor, 104p,±10%,50V 0603 C3 电容 Capacitor, 104p,±10%,50V 0603 C4 电容 Capacitor, 104p,±10%,50V 1206 C5 电容 Capacitor, 104p,±10%,50V 0603 C6 电解电容 100uF DIP 8x12mm L1 电感 Inductor, 33uH ±20% 104 L2 功率电感 10uH 工字电感,6X8mm D1 D2 肖特基二极管 SS24 SMA_DO-214AC 应用说明 通过外部电流采样电阻 RS 设定 LED 电流 LED 电流由连接在 VIN 和 ISE 两端的电阻 RS 决定 : I OUT =0.1/RS(RS 0.083Ω) RS 是设定了 LED 的最大输出电流,LED 实际输出电流能够调小 开启与关断通过在 EN 端输入不同的电压, 可以实现芯片的开启与关断 (EN 端为高电平开启低电平关闭 ) 典型应用图 1 中 R1 为光敏电阻,R2 为分压电阻,R1 的阻值会随着光线强度的变化而变化, 当满足如下关系时, 系统会触发开启与关断 芯片开启 :VR1>2.5V 芯片关断 :VR1<1.5V 根据上式, 可以通过调整外围 R1 或者 R2 的值来实现对不同环境光线强度的检测 需要注意的是 R2 的最大取值要小于 1K IRC 输出当芯片 EN 端输入使得芯片开启时,IRC 端输出逻辑高电平, 当芯片 EN 端输入使得芯片关断时,IRC 端输出逻辑低电平 IRC 输出高电平典型值为 5V, 当需要使用 3.3V 时, 可以通过外部电阻分压来实现 LED 开路 FM4116 具有内部开路保护功能, 负载一旦开路, 芯片 LX 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 www.superchip.cn 第 6 页共 9 页 Version 1.0
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, 并且能使电源的输入电流平滑, 减小对输入电源的冲击 直流输入时, 该旁路电容最小值为 22uF, 在交流输入或低电压输入, 旁路电容需要 100uF 电解电容或更大值电容 该旁路电容尽可能靠近芯片的输入引脚 为了保证在不同温度和工作电压下的稳定性, 建议使用 X5R/X7R 的电容 选取电感 FM4116 推荐使用的电感参数范围 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, 建议采用的电感值取得大一些, 在电流能力满足要求的前提下, 希望电感取得大一些, 这样恒流的效果会好一些 电感器在布板时请尽量靠近 VIN 和 LX, 以下表给出电感选择建议 : 输出电流 电感值 饱和电流 I OUT >1A 27-47uH 0.8A<I OUT 1A 33-82uH 0.4<I OUT 0.8A 47-100uH 大于输出电流 1.3 1.5 倍 I OUT 0.4A 68-220uH 下列公式可为你的应用提供参考 : SW ON 时间 SW OFF 时间 IN 这里 : L 电感感值 (H) rl 电感寄生阻抗 (Ω ) R S 限流电阻阻值 (Ω ) I avg I V IN V LED LED 平均电流 (A) 电感纹波电流峰峰值 (A){ 设置为 0.3 Iavg} 输入电压 (V) 总的 LED 导通压降 (V) R LX 开关导通阻抗 (Ω ) V D 正向导通压降 (V) www.superchip.cn 第 7 页共 9 页 Version 1.0
FM4116 文件编号 :S&CIC1505) 选取二极管为了保证最大的效率以及性能, 二极管 (D) 应选择快速恢复 低正向压降 低寄生电容 低漏电的肖特基二极管, 电流能力以及耐压视具体应用而定, 但应保持 30% 的余量, 有助于稳定可靠性的工作 另外值得注意的一点是应该考虑温度高于 85 时肖特基的反向漏电流 过高的漏电会导致增加系统的功率耗散 AC12V 整流二极管 (D) 一定要选用低压降的肖特基二极管, 以降低自身功率耗散 降低输出纹波如果要减少输出电流纹波, 一个最有效的方法即在 LED 的两端并联一个电容, 连接方式如图 1 图 2 中 C4 电容可以抑制更多的纹波, 需要注意的是输出电容不会影响系统的工作频率和效率, 但是会影响系统启动延时 最大输出功率当芯片输出电流恒定时, 最大输出功率主要由输入电压和负载 LED 灯的压降决定, 随着输入电压变大, 负载 LED 灯的个数可以更多, 输出功率就越大, 需要注意的是受效率 散热 芯片占空比等因素影响, 最大输出电压小于输入电压, 芯片的最大输出功率请参考特性曲线图 IC 过热保护 (TSD) FM4116 内部设置了过温保护功能 (TSD), 以保证系统稳定可靠的工作 当 IC 芯片温度超出 135,IC 即会进入 TSD 保护状态并停止电流输出, 而当温度低于 115 时,IC 即会重新恢复至工作状态 PCB 布板注意事项合理的 PCB 布局对于最大程度保证系统稳定性以及低噪声来说很重要 使用多层 PCB 板是避免噪声干扰的一种很有效的办法 为了有效减小电流回路的噪声, 输入旁路电容应当另行接地 PCB 铜箔与 FM4116 的散热 PAD 和 GND 的接触面积要尽可能大, 以利散热 LX 端 LX 端处在快速开关的节点, 所以 PCB 走线应当尽可能的短, 另外芯片的 GND 保持良好的接地 电感 电流采样电阻布板中要注意的电感应当距离相应管教尽可能的近一些, 否则会影响整个系统的效率 另外一个需要注意的事项是尽量减小 RS 两端走线引起的寄生电阻, 以保证采样电流的准确 www.superchip.cn 第 8 页共 9 页 Version 1.0
封装信息 ESOP8 封装 www.superchip.cn 第 9 页共 9 页 Version 1.0