特征

•8V(DC)至550V(DC)輸入電壓范圍

•效率>90%

•在大于50%的占空比下穩定運行

•串聯/并聯驅動多個LED

•調節LED電流

•線性或PWM亮度控制輸入

•電阻器可編程最小關閉時間

•符合SOIC-8 RoHS標準的封裝

•降壓或升壓配置

應用

•平板顯示器RGB背光

•標牌和裝飾性LED照明

•DC/DC或AC/DC LED驅動器應用

說明

CPC9909是一款低成本、高效率、離線、高亮度（HB）LED驅動器，采用IXYS集成電路部門的高壓BCDMOS on SOI工藝制造。這個驅動器有一個內部的調節器，允許它從8V(DC)到550V(DC)工作。這個寬的輸入工作電壓范圍使驅動器可以用于廣泛的HB LED應用。

CPC9909具有脈沖頻率調制（PFM）和恒定峰值電流控制方案。這種調節方案本質上是穩定的，允許驅動器在超過50%的占空比下運行，而不會出現開環不穩定或次諧波振蕩。LED調光可以通過在LD引腳上施加一個小的直流電壓來實現，或者通過向PWMD引腳施加一個低頻PWM信號來實現。

CPC9909有一個標準的8引線SOIC封裝和一個帶有外露熱墊（EP）的熱增強8引線SOIC封裝。

CPC9909方框圖

訂購信息

功能描述

圖1典型應用電路

概述

CPC9909通過最小關斷時間、峰值電流限制、脈沖頻率調制方案驅動LED。該控制方案本質上是穩定的，驅動器可以在超過50%的占空比下工作，而不會出現任何開環不穩定或次諧波振蕩。由于開關頻率取決于LED負載電流，因此可以實現高效率的工作。

LED驅動器工作原理

典型的應用電路如圖1所示，當PWMD為高電平時，控制電路被啟用，柵極驅動器打開外部功率MOSFET（Q1），導致感應器（L1）電流上升，直到電流感應電阻器（RSENSE）上的電壓超過VCS（高）。當CS引腳上的電壓超過此閾值時，門驅動器關閉Q1。Q1在固定的最小關閉時間內保持關閉。當開關斷開時，電感器繼續通過二極管（D1）向負載輸送電流。當關斷時間結束時，Q1再次開啟，直到達到峰值電流極限，然后重復該過程。

峰值電流限制閾值由外部感測電阻器RSENSE和內部電壓閾值VCS（高）設置。此內部電壓閾值也可以通過LD引腳在外部設置。這兩個閾值中的較低值和RSENSE設置了電感的峰值電流。

軟啟動功能可通過將LD引腳處的直流電壓以所需速率從0V升高到VCS（高）來實現。要使用軟啟動功能，請將電阻分壓器從VDD連接到地，將電容器從LD引腳連接到地，如中所示。

圖2軟啟動電路

輸入電壓調節器

CPC9909有一個內部電壓調節器，可以在12VDC到550VDC的輸入電壓下工作。當在VIN引腳處施加大于12V的直流電壓時，內部電壓調節器將電壓調低至典型的7.8V。VDD引腳是內部電壓調節器的輸出引腳，必須由低ESR電容器旁路，為高頻開關噪聲提供低阻抗路徑。

CPC9909驅動器不需要離線控制器通常需要的笨重啟動電阻。內部電壓調節器為內部IC電路提供足夠的電壓和電流。此電壓也可用于VDD引腳，并可作為外部電路的偏置電壓。

通過向VDD引腳施加略高于內部產生的調節器電壓的外部直流電壓，可以繞過內部電壓調節器。這降低了集成電路的功耗，更適合于使用輔助繞組驅動VDD管腳的隔離應用。

從VIN引腳引出的總輸入電流等于內部電路消耗的靜態電流（最大為0.6mA）加上柵極驅動器電流。參見中的“關閉模式電源電流”。

柵極驅動器的電流消耗取決于開關頻率和外部功率MOSFET的柵電荷。總輸入電流可通過以下公式計算：

其中，QGATE是MOSFET的總柵電荷，fS是振蕩器的外部頻率。

電流檢測電阻器

峰值LED電流由一個外部感應電阻（RSENSE）設置，該電阻從CS引腳連接到地。

電流感測電阻的值是根據所需的平均LED電流、電流感測閾值和電感器紋波電流來計算的。

電感器電流波形中的峰-峰差稱為電感器紋波電流（通常選擇電感器足夠大，以將該紋波保持在平均值的30%以內）。計算感測電阻時的紋波電流系數。

電流檢測電阻值可通過以下方式找到：

式中：

•VCS（高）=電流檢測閾值=0.25V（或VLD）

•ILED=平均LED/電感器電流

•△IL=電感紋波電流=0.3*ILED

組合術語：

電流檢測消隱

CPC9909有一個內部電流檢測消隱電路。當功率MOSFET開啟時，外部電感器會在電流感應管腳處引起不希望出現的尖峰，從而導致柵極脈沖過早終止。為了避免這種情況，采用了典型的400ns內前沿消隱時間，從而消除了外部RC濾波的需要，簡化了設計。在電流檢測消隱時間內，電流限制比較器被禁用，防止柵極驅動電路終止柵極驅動信號。

啟用/禁用功能

將PWMD引腳連接到VDD可啟用門驅動器。將PWMD連接到GND將禁用門驅動器并將設備設置為待機模式。在待機狀態下，靜態電流最大為0.6mA。

最短關閉時間一次

CPC9909使用固定關閉時間控制方案。最小斷開時間由連接在RT和GND端子之間的外部電阻器設置。

關斷時間可由以下公式確定：

關閉時間的選擇間接地決定了LED驅動器的開關頻率。

開關頻率由以下因素決定：

其中：

•D=占空比

•toff=關閉時間

一般來說，開關頻率的選擇是基于電感尺寸、控制器功耗和輸入濾波電容。

典型的離線式LED驅動器開關頻率fS在30khz和120khz之間。

這個工作范圍給了設計者一個合理的折衷開關損耗和電感尺寸。內部關閉時間一次射擊的準確度為±20%。下圖顯示了所需關閉時間的RT電阻器選擇。

電感器設計

電感值由LED/電感紋波電流、最小關斷時間和輸出電壓定義。最小關斷時間由占空比和開關頻率決定。占空比由以下公式得出：

其中：

•VLEDstring是所需平均LED電流下的LED串電壓。

•Vin（min）是最小直流輸入電壓。

給定紋波電流的最小電感器值為：

其中：

•△IL=紋波電流

電感器峰值電流由下式得出：

門輸出驅動

CPC9909使用內部柵極驅動電路來打開和關閉外部功率MOSFET。柵極驅動器可以驅動各種mosfet。對于典型的離線應用，MOSFET的總柵電荷將小于25nC。

線性調光

線性調光功能可以通過對LD管腳施加直流控制電壓來實現。通過將此電壓從0V變為VCS（高），用戶可以調整LED中的電流水平，進而增加或降低光強度。LD引腳的控制電壓可以從VDD的外部分壓器網絡產生。如果用戶需要特定級別的LED電流，并且沒有確切的RT值可用，則此功能非常有用。注意，由于固定的內部閾值設置，對LD引腳施加高于電流檢測閾值電壓的電壓不會改變輸出電流。不使用LD引腳時，應將其連接到VDD。

圖3典型的線性調光應用電路

調光

脈沖寬度調制調光可以通過在幾百赫茲范圍內用低頻方波信號驅動PWMD管腳來實現。PWMD信號通過控制PWM門驅動器輸出引腳門來控制LED亮度。信號可以由微控制器或脈沖發生器產生，占空比與所需光輸出量成比例。

圖4 PWM調光應用電路的降壓驅動器

組合線性和PWM調光

線性調光和PWM調光技術的結合可以實現大的調光比。

所有的塑料封裝半導體封裝容易受潮。IXYS集成電路部根據最新版本的聯合行業標準IPC/JEDEC J-STD-020（在產品評估時生效）對其所有的塑料封裝器件進行了濕敏性分類。我們在本標準規定的最大條件下測試我們的所有產品，并保證在按照該標準中的限制和信息以及下面引用的信息或標準中規定的任何限制時，我們的設備能夠正常運行。

未能遵守所列規范中規定的警告或限制，可能導致產品性能降低、可操作壽命縮短和/或整體可靠性降低。

本產品具有如下所示的濕敏等級（MSL），應按照最新版本的聯合行業標準IPC/JEDEC J-STD-033的要求進行處理。

ESD靈敏度

本產品對靜電敏感，應按照行業標準JESD-625進行處理。

回流焊曲線

本產品的最高體溫和時間額定值如下所示。必須遵守J-STD-020的所有其他指南。

洗板

IXYS集成電路部建議使用無清潔焊劑配方。但是，可以通過清洗板去除焊劑殘留物，并且可能需要使用短時間的干燥烘烤。不得使用氯基或氟基溶劑或焊劑。不應使用使用超聲波能量的清潔方法。

機械尺寸

1-1 8針SOIC封裝

1-2 8針SOIC EP封裝

注：熱墊應與GND引腳3電連接。

1-3 包裝信息

用于SOIC-8和SOIC-8 EP封裝。

注：未顯示的膠帶尺寸符合JEDEC標準EIA-481-2。

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