非隔离型LED驱动芯片茂捷M8831
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85Vac265Vac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 °C 到 105 °C编带 2,500颗/盘管脚封装图2管脚封装图管脚描述管脚号管脚名称描述1GND芯片地2ROVP开路保护电压调节端，接电阻到地3VDD芯片电源4NC无连接，必须悬空5, 6DRAIN内部高压功率管漏极L日SLN电流采样端，采样电阻接在CE与G皿之间极限参数（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电流米样端-0.36VROVP开路保护电压调节端-0.36VPDMAX功耗（注2）0.45WJaPN结到环境的热阻145°C/WTj工作结温范围-40to150°CTSTG储存温度范围-55to150CESD（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, 0 JA,和环境温度TA所决定的。最大允许功耗为 PDMAX=（TJMAX-TA）/0 JA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1.5KQ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176V265V）160mAILED2输出LED电流Vout=36V （输入电压176V265V220mA电气参数（注4,5）（无特别说明情况下，V =15V,T =25°C）DDA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 T电流检测阈值388400412mVV HSEN 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=0.4A14QBVDSS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150C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。DRAINS高压功率管过热调节过流保护欠压保护过压保护恒流控制逻根控制上电重置内部结构框图宅流检测0 SEN图3M8831内部框图应用信息400mVM88D ROW, t31是一款专用于LED照明的，流驱动芯片直电压进行比较，当SEN电压达到内部检测阈值时应用于非隔离降压型LED驱动电源。采用专利的功率管关断。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。T 400.人、【。k =厂（mA）SEN启动其中，rsen为电流采样电阻阻值。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。DD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：I = PKLED 2其中，IPK是电感的峰值电流。储能电感M8831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：TovpwLxVsenRSeN ovptonIN LED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。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：off VLED储能电感的计算公式为:L=VLEDX (VIN- VLED)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。由七洒的计算公式可 知，如果电感量很小时，1洒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， 七洒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。其中，VSEN是SEN关断阈值（400mV）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：Rovp牝 15* Tovp *106（kohm）保护功能M8831内置多种保护功能，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VDD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°C。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S: SOT-23-6+JD: SOPSP: DIPSSymbolDimwi。混 In Mill imetersDimensions In InchesMinMaxMinKaxA1.3501J500,0530.069Al0 1000 2500 0040 010A21 3501 &&00 0530 061bI 0 3300 5100 0130 020c0 1700 2500 0060 010D4 7005 100 0 1850 200EP 3 8004000P 0.1500. 157El5 8006 2000 2280 214el.27O(BSC)0 050 (BSC)I0 4001 2700 016o.®o90°
