茂捷M8831高精度LED恒流驱动芯片替换晶丰明源BP2831

概述M8831是一款高精度降压型LED恒流驱动芯片。芯片工作在电感电流临界连续模式，适用于85Vac~265Vac全范围输入电压的非隔离降压型LED恒流电源。M8831芯片内部集成500V功率开关，采用专利的驱动和电流检测方式，芯片的工作电流极低，无需辅助绕组检测和供电，只需要很少的外围元件，即可实现优异的恒流特性，极大的节约了系统成本和体积。M8831芯片内带有高精度的电流采样电路，同时采用了专利的恒流控制技术，实现高精度的LED恒流输出和优异的线电压调整率。芯片工作在电感电流临界模式，输出电流不随电感量和LED工作电压的变化而变化，实现优异的负载调整率。M8831具有多重保护功能，包括LED开路/短路保护，SEN电阻短路保护，欠压保护，芯片温度过热调节等。特点电感电流临界连续模式内部集成500V功率管无需辅助绕组检测和供电芯片超低工作电流宽输入电压±3%LED输出电流精度LED开路保护/短路保护SEN电阻短路保护芯片供电欠压保护过热调节功能采用SOP-8封装应用1)LED蜡烛灯2)LED球泡灯3)其它LED照明典型应用图1M8831典型应用图定购信息定购型号封装温度范围包装形式M8831DRSOP8-40℃到105℃编带2,500颗/盘管脚封装图2管脚封装图管脚描述极限参数(注1)符号参数参数范围单位IDD_MAXVDD引脚最大电源电流5mADRAIN内部高压功率管漏极到源极峰值电压-0.3~500VSEN电流采样端-0.3~6VROVP开路保护电压调节端-0.3~6VPDMAX功耗(注2)0.45WθJAPN结到环境的热阻145℃/WTJ工作结温范围-40to150℃TSTG储存温度范围-55to150℃ESD(注3)2KV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TJMAX,θJA,和环境温度TA所决定的。最大允许功耗为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。推荐工作范围符号参数参数范围单位ILED1输出LED电流@Vout=72V(输入电压176V～265V)160mAILED2输出LED电流@Vout=36V(输入电压176V～265V220mA电气参数(注4,5)（无特别说明情况下，VDD=15V,TA=25℃）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。符号描述条件最小值典型值最大值单位电源电压VDD_CLAMPVDD钳位电压1mA16.8VVDD_ONVDD启动电压VDD上升13.8VVDD_UVLOVDD欠压保护阈值VDD下降9VISTVDD启动电流VDD=VDD-ON-1V120180uAIOPVDD工作电流FOP=70KHz100150uA电流采样VSEN_TH电流检测阈值388400412mVVSEN_SHORT短路时电流检测阈值输出短路200mVTLEB前沿消隐时间350nsTDELAY芯片关断延迟200ns内部时间控制TOFF_MIN最小退磁时间4.5usTOFF_MAX最大退磁时间240usTON_MAX最大开通时间40usVROVPROVP引脚电压0.5V功率管RDS_ON功率管导通阻抗VGS=15V/IDS=0.4A14ΩBVDSS功率管的击穿电压VGS=0V/IDS=250uA500VIDSS功率管漏电流VGS=0V/VDS=500V10uA过热调节TREG过热调节温度150℃内部结构框图应用信息图3M8831内部框图M8831是一款专用于LED照明的恒流驱动芯片，应用于非隔离降压型LED驱动电源。采用专利的恒流架构和控制方法，芯片内部集成500V功率开关，只需要极少的外围组件就可以达到优异的恒值电压进行比较，当SEN电压达到内部检测阈值时，功率管关断。电感峰值电流的计算公式为：流特性。而且无需辅助绕组供电和检测，系统成本极低。IPK400(mA)RSEN启动系统上电后，母线电压通过启动电阻对VDD电容充电，当VDD电压达到芯片开启阈值时，芯片内部控制电路开始工作。M8831内置17V稳压管，用于其中，RSEN为电流采样电阻阻值。SEN比较器的输出还包括一个350ns前沿消隐时间。LED输出电流计算公式为：钳位VDD电压。芯片正常工作时，需要的VDD电流极低，所以无需辅助绕组供电。ILEDIPK2恒流控制，输出电流设置芯片逐周期检测电感的峰值电流，SEN端连接到内部的峰值电流比较器的输入端，与内部400mV阈其中，IPK是电感的峰值电流。储能电感VM8831工作在电感电流临界模式，当功率管导通时，流过储能电感的电流从零开始上升，导通时间为：TovpLVSENRSENVovptonLIPKVV其中，VSEN是SEN关断阈值（400mV）INLED其中，L是电感量；IPK是电感电流的峰值；VIN是经整流后的母线电压；VLED是输出LED上的电压。Vovp是需要设定的过压保护点然后根据Tovp时间来计算Rovp的电阻值，公式如下：当功率管关断时，流过储能电感的电流从峰值开始往下降，当电感电流下降到零时，芯片内部逻辑再次将功率管开通。功率管的关断时间为：Rovp15*Tovp*106保护功能（kohm）tLIPKM8831内置多种保护功能，包括LED开路/短路保offLED护，SEN电阻短路保护，VDD欠压保护，芯片温度过储能电感的计算公式为：LVLED(VINVLED)fIPKVIN其中，f为系统工作频率。M8831的系统工作频率和输入电压成正比关系，设置M8831系统工作频率时，选择在输入电压最低时设置系统的最低工作频率，而当输入电压最高时，系统的工作频率也最高。M8831设置了系统的最小退磁时间和最大退磁时间，分别为4.5us和240us。由tOFF的计算公式可知，如果电感量很小时，tOFF很可能会小于芯片的最小退磁时间，系统就会进入电感电流断续模式，LED输出电流会背离设计值；而当电感量很大时，tOFF又可能会超出芯片的最大退磁时间，这时系统就会进入电感电流连续模式，输出LED电流同样也会背离设计值。所以选择合适的电感值很重要。过压保护电阻设置开路保护电压可以通过ROVP引脚电阻来设置，ROVP引脚电压为0.5V。当LED开路时，输出电压逐渐上升，退磁时间变短。因此可以根据需要设定的开路保护电压，来计算退磁时间Tovp。热调节等。当输出LED开路时，系统会触发过压保护逻辑并停止开关工作。当LED短路时，系统工作在5KHz低频，SEN关断阈值降低到200mV，所以功耗很低。当有些异常的情况发生时，比如SEN采样电阻短路或者变压器饱和，芯片内部的快速探测电路会触发保护逻辑，系统马上停止开关工作。系统进入保护状态后，VDD电压开始下降；当VDD到达欠压保护阈值时，系统将重启。同时系统不断的检测负载状态，如果故障解除，系统会重新开始正常工作。过温调节功能M8831具有过热调节功能，在驱动电源过热时逐渐减小输出电流，从而控制输出功率和温升，使电源温度保持在设定值，以提高系统的可靠性。芯片内部设定过热调节温度点为150℃。PCB设计在设计M8831PCB时，需要遵循以下指南：旁路电容VDD的旁路电容需要紧靠芯片VDD和GND引脚。ROVP电阻开路保护电压设置电阻需要尽量靠近芯片ROVP引脚。地线电流采样电阻的功率地线尽可能短，且要和芯片的地线及其它小信号的地线分头接到母线电容的地端。功率环路的面积减小功率环路的面积，如功率电感、功率管、母线电容的环路面积，以及功率电感、续流二极管、输出电容的环路面积，以减小EMI辐射。NC引脚NC引脚必须悬空以保证芯片引脚间距离满足爬电距离DRAIN引脚增加DRAIN引脚的铺铜面积以提高芯片散热。封装丝印描述