Macroblock Advance information MBI6656 特色 输入电压范围 6~40 伏特 最大 1A 恒流输出 支持模拟 / 数字调光 使用 Hysteret 芯片 PFM, 不需外部补偿设计 内建 0.3Ω 低导通电阻的开关 全方位保护包括 : 欠压锁定 (UVLO) 启动过流保护(Start-Up) 过电流 (OCP) 过热断电(TP) LED 开路与短路保护 仅须安装 5 个外部组件, 可缩小 PCB 尺寸 Small Outline Transistor GST: SOT-23-6L GSB: SOT-89-5L 产品说明 MBI6656 为恒流 高亮度 降压型直流对直流转换器, 可提供 LED 室内 / 户外照明应用具成本效益的解决方案, 仅须透过 5 个外接组件即可为大电流 LED 照明提供稳定之电流 MBI6656 使用 Hysteret 芯片 PFM 架构设计, 不需要外部补偿电路, 可简化电路设计 Small Outline Package GD: SOP8L-150-1.27 MBI6656 的输出电流可透过不同阻值的外接电阻来调整各输出级的电流大小, 也可利用脉宽调变 (PWM) 讯号来进行调光控制 此外,MBI6656 也提供了模拟 调光, 让使用者可以透过直流电压调变 (DC voltage controlled) 得到亮效率且高线性度的电流输出 MBI6656 的特色还包括一系列完整的芯片保护装置 启动过流保护装置 (Start-Up) 功能可限制芯片因电源启动时所产生的突波电流 欠压锁定 (UVLO) 装置 过热断电装置 (TP) 和过电流 (OCP) 装置可确保系统稳定度, 且 LED 开路与短路保护机制也可避免芯片在不正常运作的情况下损毁 MBI6656 目前提供 SOT-23-6L 及散热性佳的 SOT-89-5L 和 SOP-8L 三种封装 应用 招牌与户外装饰照明高功率 LED 照明应用舞台灯恒流照明源 聚积科技 2014 18 6F 4
应用电路图 图 1-2 - 2014 年 9 月, V1.00
脚位图 VIN 1 8 NC NC SEN DIM 2 3 Thermal Pad 7 6 NC GND SW 4 5 GND MBI6656GST( 俯视图 ) MBI6656GD( 俯视图 ) MBI6656GSB( 俯视图 ) 脚位说明 Pin 脚名称 GND SW 接地端 开关输出端 功能 DIM SEN VIN Thermal Pad 模拟 / 数字调光控制端 透过输入脉宽调变 (PWM) 讯号或直接输入直流电压做亮度调变度输出电流感应端电源电压端与 GND* 连接的散热端 * 为了减少噪声干扰, 建议将散热片与 PCB 上的 GND 连接 此外,PCB 上作为热传导用途的铜导线上焊接散热片, 热传导功能将可改善
最大限定范围 超过最大限定范围内工作, 将会损害芯片运作 操作在建议电压至最大限定范围时会降低其稳定度 特性 代表符号 最大工作范围 电源电压 V IN 0~45 V 单位 DIM 脚位的输出端耐受电压 V DIM -0.3~45 V SW 脚位的输出端耐受电压 V SW -0.3~45 V 消耗功率 P D 0.51 W ( 在四层印刷电路板上, Ta=25 C)* GST 包装热阻值 R th(j-a) 244 C/W ( 在四层印刷电路板上仿真时 )* 消耗功率 P D 1.77 W ( 在四层印刷电路板上, Ta=25 C)* GSB 包装热阻值 R th(j-a) - C/W ( 在四层印刷电路板上仿真时 )* 消耗功率 P D 3.13 W ( 在四层印刷电路板上, Ta=25 C)* GD 包装热阻值 R th(j-a) 40 C/W ( 在四层印刷电路板上仿真时 )* 接合点温度 T j, max 150** C 芯片工作时的环境温度 T opr -40~+85 C 芯片储存时的环境温度 T stg -55~+150 C * 模拟时,PCB 尺寸为 76.2mm*114.3mm 参考 JEDEC JESD51 标准 ** 越接近此最大范围值操作, 芯片的寿命越短 可靠度越低 ; 超过此最大限定范围工作时, 将会影响芯片运作并造成 毁损, 因此建议的芯片工作时的接合点温度在 125 C 以内 注 : 散热表现是与散热片面积 PCB 层数与厚度相关 实测热阻值会与模拟值有所不同 使用者应根据所欲达到的散 热表现, 选择合适的封装与 PCB 布局, 以增加散热能力 - 4-2014 年 9 月, V1.00
直流特性 测量条件为 V IN =12V V OUT =3.6V L 1 =68µH C IN= C OUT =10µF,T A =25 C; 除非其它条件定义 特性 代表符号 测量条件 最小值 一般值 最大值 单位 输入与输出 电源电压 V IN - 6-40 V 供应电流 I IN V IN =6V~40V - - 2 ma 启动过流电压 V SU - - 5.4 - V 欠压锁定电压 V UVLO - - 5.3 - V 迟滞控制 SEN 脚平均电压 V SENSE - 95 100 105 mv SEN 脚平均电压迟滞范围 V SENSE,HYS - - 15 - % 内部传送延迟时间 T PD - - 250 400 ns MOS 开关开关开启时之电阻 R ds(on) V IN =12V - 0.3 0.4 Ω 最短开启时间 * T ON,min - - 300 - ns 最短关闭时间 * T OFF,min - - 300 - ns SW 工作周期建议的范围 * D sw - 20-80 % 最大操作频率 Freq Max - 40-1000 khz 过热保护过热保护关闭值 * T SD - 145 165 175 C 过热保护关闭之磁滞范围 (Hysteresis)* T SD-HYS - 20 30 40 C DIM 脚之数字数字调光控制 DIM 管脚输 高电位位准 V IH - 2.5-40 V 入端电压 低电位位准 V IL - - - 0.3 V 运用在 DIM 脚的 PWM 讯 PWM 频率 : 1KHz Duty DIM 号工作周期范围 0-100 % DIM 脚之模拟调光控制 模拟调光输入钳制电压 V DIM.CLAMP - - 2.5 - V 模拟调光输入关闭电压 V DIM. SWOFF - - 0.3 - V 过电流保护过电流保护关闭值 * OCP - - 1.8 - A * 参数在生产过程中未经测试, 为设计值 - 5-2014 年 9 月, V1.00
产品应用信息 MBI6656 为操作简单及高效率的降压转换器 (buck converter), 可驱动最大 1 安培的电流负载量 MBI6656 以 PFM 技术 控制为基础, 无需回路补偿并具有快速负载瞬时响应 (load transient response), 可达到轻载时之最佳效率 MBI6656 适用于需广泛输入电压之 LED 照明应用, 其高压端电流感测及内建电流设定功能的电路设计同时可提供电 流精确度 ±5% 的稳定电流, 并减少外部组件的数量 MBI6656 同时具有脉宽调变调光及模拟调光功能, 因此在 LED 调光相关应用上可提供相当弹性的调光选择 设定输出端电流 输出端电流 (I OUT ) 是透过外接电阻 (R SEN ) 所设定 I OUT 与 R SEN 关系如下所示 : V SEN =0.1V; R SEN =(V SEN /I OUT )=(0.1V/I OUT ); I OUT =(V SEN /R SEN )=(0.1V/R SEN ) ; 此处之 R SEN 为与 SEN 端相连的外接电阻阻值, 而 V SEN 为外接电阻的电压 电流大小 ( 当作为 R SEN 时 ) 在电阻值为 0.1Ω 时约为 1000mA 调光控制 MBI6656 可同时透过 DIM 脚来进行脉宽调变 (PWM) 或模拟 (Analog) 调光 在模拟调光应用中,LED 电流会随着 DIM 脚之直流电压变化而变化, 其输入的直流电压为 0.3V 至 2.5V; 而在 PWM 调光应用时,LED 电流则会随着 DIM 脚之脉宽变化而变化, 当 DIM 脚电压大于 2.5V 时, 判定为高准位, 当 DIM 脚电压小于 0.3V 时, 则判定为低准位, 其调光波形示意图如图 2 所示 图 2 调光波形示意图 - 6-2014 年 9 月, V1.00
相关组件的选择 选择电感 电感值的大小主要由两个因素决定 : 切换频率及电感的涟波电流 电感 L 1 的计算公式如下所示 L 1 = ( V IN - V 0.3 f LED S V ) V I LED IN LED 当选择电感时, 电感值并非唯一考虑, 电感的饱和电流值也需被考虑, 一般建议电感饱和电流值为设定电流的 1.5 倍 电感值越大其输出电流的输入电压及负载调整率会越好 (line/load regulation), 但是在相同体积情形下, 电感值越大的电感其饱和电流会越小, 这是设计者需要考虑的地方 同时在选用电感时, 建议选用有屏蔽的电感以降低 EMI 的干扰, 但要注意的是此类电感容易因散热不易而有过热的情形发生 选择萧基特二极管 (Schottky Diode) MBI6656 需要一个飞轮二极管 (Freewheel Diode) D 1 承载 MOSFET 关闭时通过电感的电流 为了提升效率, 建议使用具有低顺向偏压及快速反应时间特性的 Schottky diode 在选用 Schottky diode 时有两个因素是必须考虑的, 一是其最大逆向电压, 建议值为输入电压的 1.5 倍 另一个是其最大顺向电流, 建议值为输出电流的 1.5 倍 使用者应选择在高温时有较低漏电流的 Schottky Diode 选择输入电容 当 MOSFET 开启时, 储存在输入电容 C IN 的能量可以提供给 MBI6656 使用, 反之当 MOSFET 关闭时, 输入电压会对输入电容充电 当输入电压比可允许的最小输入电压低的时候,MOSFET 将持续开启的动作, 并将输出电流限制在设定电流的 1.15 倍 为系统的稳定性考虑, 输入电容的建议值为 10uF 输入电容之额定电压应为输入电压的 1.5 倍 为了增加系统的稳定性, 建议可以在 V IN 脚与 GND 间并联一个 0.1uF ~ 1uF 的陶瓷电容 C BP, 此电容的额定电压需大 于输入电压的 1.5 倍 在选择电容时除了电容的额定电压与容值外, 也需要考虑最大能承受的涟波电流. 若实际的涟波电流较电容最大能承 受的涟波电流大时, 电容或芯片有可能会损毁 一般来说, 系统涟波电流与电感的涟波电流相关. 电容最大能承受的 涟波电流应该是电感涟波电流的 1.3 倍 选择输出端电容 ( 选用 ) 并联在 LED 旁的输出电容可降低 LED 的涟波电流, 容值越大 LED 涟波电流也会越小 - 7-2014 年 9 月, V1.00