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文件名稱文件日期FP7208應用說明20170330版別V041遠翔科技FeelingTechnology一般描述FP7208是一顆非同步升壓LED驅動IC，控制外部開關NMOS，輸入低啟動電壓2.5V，工作電壓4.5V，VFB反饋電壓0.2V，反饋電壓低，取樣電阻功率損耗也降低，整體轉換效率提升。軟啟動時間透過外部電容調整，LED開路保護透過外部電阻調整；調光控制ENPin，EN內部有濾波器，可以實現線性與數位調光，內置過熱保護功能。特色¾啟動電壓2.5V¾工作電壓範圍4.5V~24V¾VFB反饋電壓0.2V¾線性與數位調光控制¾關機耗電流最大6μA¾固定工作頻率300kHz¾可調軟啟動時間¾LED開路保護¾過溫保護¾封裝SOP-8L(EP)應用範圍¾LED模組¾顯示器背光¾車燈¾手持式照明IC內部方塊圖文件名稱文件日期FP7208應用說明20170330版別V042遠翔科技FeelingTechnologyPIN腳描述12348765ENHVDDSSTopViewFBVDSCOMPOVPEXTEP(GND)BottomViewNameNo.I/ODescriptionVDS1P產生8.5V提供內部電路與EXTPin驅動NMOS閘極使用EN2I開關與調光控制COMP3O迴路補償腳FB4I反饋電壓SS5I軟啟動外部接電容調整時間OVP6I輸出過電壓保護，外部接電阻調整HVDD7P輸入電源，工作電壓4.5V~24VEXT8OPWM開關控制，連接到NMOS閘極GND9P底部散熱片是IC的地，一定要連接到地文件名稱文件日期FP7208應用說明20170330版別V043遠翔科技FeelingTechnology特性曲線文件名稱文件日期FP7208應用說明20170330版別V044遠翔科技FeelingTechnology文件名稱文件日期FP7208應用說明20170330版別V045遠翔科技FeelingTechnology應用電路圖Vin12VVinVinLED-OVPLED+Rs0.2C40.1uFC31uFQ2AP40T10GH213C1100uFC60.1uFR6100kC130.1uFC12100uF/63VD1S510L36V/1ALEDIC1FP7208123496785VDSENCOMPFBGNDOVPHVDDEXTSSR710kR50L122uH/5.5AD31N4148R862kR98.2kC20.1uFC80.1uFR42.49kR3150k應用元件¾C1,C12：輸入與輸出穩壓電容。¾C2,C8,C13：高頻雜訊濾波電容。¾C3：輸入電源接HVDD經過內部穩壓管到VDS產生8.5V，此電壓會提供內部電路與EXTPin驅動外部Q2的閘極，需要加穩壓電容。¾C4：系統的補償迴路，關係到系統的穩定度。¾C6：軟啟動電容，改變電容值調整啟動時間。¾L1：電感具有儲能與濾波功用，感值越大電感漣波越小，相對感值越小漣波越大。選用電感需注意電感是否適合高頻操作，及電感額定飽和電流值。¾D1：當Q2截止時，D1蕭特基管導通提供電感放電迴路。¾Q2：使用內阻低的NMOS，Drain端高電壓等於輸出36V，耐壓選用36V的1.5倍。¾R3、R4：分壓電阻設定LED開路保護電壓，電阻接在輸出端。¾R5：預留作為EMI對策。¾R6：接在VDS與ENPin之間，將EN電壓提高超過2.25V，讓FB電壓固定0.2V。¾R7：如果Rs產生高壓突波，加限流電阻，防止IC損壞。¾Rs：取樣電阻接到FBPin，設定LED電流，VFB除以RS就是LED電流。¾D3,R8,R9：輸入產生大電流電壓被拉低，把SS電壓拉低，限制佔空比，防止L1,Q2損壞。文件名稱文件日期FP7208應用說明20170330版別V046遠翔科技FeelingTechnology功能說明a.軟啟動SSPin接電容到地，可調整軟啟動時間；當IC啟動時，利用軟啟動限制PWM佔空比大小，讓佔空比慢慢打開，避免瞬間輸入湧浪電流過大；內部定電流1.5μA對外部電容充電，SS電壓3.6V。b.EN開關控制EN小於0.07V將IC完全關閉，關機HVDD最大耗電流6μA，EN大於0.25V啟動IC，EXTPin送出PWM訊號。c.FB電壓設定不調光時，在VDS與ENPin之間接100kΩ，將EN電壓提升超過2.25V，讓FB反饋電壓固定在0.2V。d.線性調光控制直流電壓連接到ENPin做調光控制，如下公式改變EN電壓，就能改變FB電壓，改變LED電流，EN大於0.25V開始產生VFB，當EN等於2.25V，VFB是0.2V，EN大於2.25V，會被IC內部穩壓管限制住，即使EN到5.5V，VEN都是用2.25V代入公式計算LED電流。100.25VVVENFB−=，SFBLEDRVI=e.數位調光控制PWM訊號連接到ENPin做調光控制，EN內部有濾波器，會將PWM濾波成直流，如下公式改變PWM佔空比(Duty)，就能改變內部VEN(VEN=VPWM×Duty)，當VPWM超過2.25V一樣會被內部穩壓管限制住，即使VPWM到5.5V，VPWM都是用2.25V代入公式計算LED電流。PWM頻率建議大於10kHz。100.25VDutyVVPWMFB−×=，SFBLEDRVI=文件名稱文件日期FP7208應用說明20170330版別V047遠翔科技FeelingTechnologyf.過電壓保護(OVP)當LED開路，FBPin由取樣電阻Rs到地，FB電壓0V，EXT會將佔空比開大，導致輸出電壓衝高，擊傷外部元件，將分壓電阻R3與R4接到LED+與OVPPin，OVP超過0.7V佔空比關閉，低於0.7V再打開，避免輸出電壓衝高，利用以下公式設定輸出VOVP。⎟⎠⎞⎜⎝⎛+=R4R310.7VVOVPg.過熱與過溫保護IC內部晶片溫度達到140℃，LED電流降低，若溫度持續升高，電流會持續下降，晶片溫度達到150℃，將IC關閉，等溫度降低到130℃再打開。應用說明a.輸入低電壓應用輸入電壓會低於4.5V，像是單節鋰電池，將HVDDPin接到輸出LED+，並且注意LED開路OVP電壓設定不能超過HVDD工作電壓24V；輸入4.5V~8.5V，且考量OVP電壓接近或超過24V，將輸入電壓接HVDD與VDSPin，可以提升轉換效率；輸入高於8.5V，只接到HVDD。b.電感計算電感值計算公式，Vin輸入電壓，Vout輸出電壓，Fs工作頻率，Iout(max)輸出最大電流，Eff轉換效率，r電感峰對峰值ΔIL與電感平均電流的比例(一般設定在0.3~0.5)。舉例：Vin=12V、Vout=36V、Iout=1A(max)、Fs=300kHz、Eff=90%、r=0.4，代入公式求得電感L=20uH，選用22uH。⎟⎠⎞⎜⎝⎛⎟⎠⎞⎜⎝⎛⎟⎠⎞⎜⎝⎛×=rEffLIout(max)FsVin-VoutVoutVin2文件名稱文件日期FP7208應用說明20170330版別V048遠翔科技FeelingTechnologyc.輸入低電壓與限流保護當輸入電壓降低，電流增加，導致Q2(NMOS)過熱，在Vin與SS之間加電路，如下SS正常為3.6V，IC內部OSC震盪器最低0.5V，最高1.5V，Vin降低SS電壓透過D2被拉低於1.5V，EXTPinPWM最大佔空比被SS電壓限制，Vin越低SS電壓越低，佔空比越小，限制住輸入電流。62kD31N4148SSR9R8Vin8.2kd.FBPin調光控制調光也可以透過FBPin，提供直流與PWM訊號，改變VDC與VPWMDuty，就會調整LED電流，電路與公式如下。sRVVRFBDCR)(VI5101FBLED−×−=、Rs)(VI615101FBLEDRRVDutyVRFBPWM+−××−=文件名稱文件日期FP7208應用說明20170330版別V049遠翔科技FeelingTechnologye.FBPin保護電路LED短路Vs電壓衝高，超過FBPin耐壓會造成IC損壞，在FB與Rs之間加R7限流，IC內部FB到GND有穩壓管ZD，防止IC損壞。f.佈板說明上層底層¾大電流路徑走線要粗，鋪銅走線最佳。¾開關切換連接點L1、Q2的Drain與D1，走線要短與粗，鋪銅走線最佳。¾輸入電容C8靠近HVDD與GNDPin，達到穩壓與濾波功效。¾取樣電阻Rs靠近FB與GNDPin。¾FBPin遠離開關切換點L1、Q2的Drain與D1，避免受到干擾。¾輸入電容C1,C2的地、輸出電容C12,C13與Q2的地，鋪銅走線，上下層地多打洞連接。¾輸出電容C12,C13的地一定要靠近Q2的地，可以降低開關切換突波，降低輸出高頻雜訊。¾板子多餘空間建議鋪地。文件名稱文件日期FP7208應用說明20170330版別V0410遠翔科技FeelingTechnologyg.EMI對策R5使用磁珠規格如下，R13與C15兩者靠近，且要靠近Q2的Drain與Source；R14與C16兩者靠近，且要靠近D1，輸出電容C13的地一定要靠近Q2地，L2使用共模電感。測試輸入電源線短，輸出接10串白光LED，如下測試結果垂直與水平都通過。Vin12VVinVinOVPD31N4148R6100kR710kR5BeadRs0.2C1100uFQ2AP40T10GH213C31uFC40.1uFC141uF/50V/X5RD1S510LC12100uF/63VC131uF/50V/X5RC60.1uFL122uH/5.5AIC1FP7208123496785VDSENCOMPFBGNDOVPHVDDEXTSS36V/1ALEDR3150kR42.49kC80.1uFC20.1uFL210uH2143R131.5C161nFR141.5C151nFR98.2kR862k磁珠FI321611U601文件名稱文件日期FP7208應用說明20170330版別V0411遠翔科技FeelingTechnologyh.LED短路保護LED+/LED-短路，Q5關閉，Q4閘極電壓為零，Q4關閉後斷開短路路徑；計算好Q4VGS最大電壓，ZD1可以不接，VGS要與選用NMOS匹配，低導通阻抗；Q4內阻≦40mΩ才能有效保護。LED-LED+FBQ4NMOS60V213R15100kQ6NPNR18330R1051kRs0.236V/1ALEDQ5PNP60VZD1optionalR17100kR190R16100k