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QX5305 1 of 11 大功率大功率 LED 灯升压恒流驱动控制器灯升压恒流驱动控制器 QX5305 概述概述 QX5305 是一款高效率，稳定 可靠 的高亮度 LED 灯驱动控制 IC， 内置高精 度比较器，off- time 控制电路，恒流驱动 控制电路等，特别适合大功率，多个高 亮度 LED 灯串恒流驱动 QX5305 采用固定 off- time 控制工作 方式，其工作频率可高达 2.5MHz，可使 外部电感和滤波 电容、体积减少，效率 提高 在 DIM 脚加 PWM 信号， 可调节 LED 灯的亮度 通过调节外置的电阻，能控制高亮 度 LED 灯的驱动电流，使 LED 灯亮度 达到预期恒定亮度，流过高亮度 LED 灯 的电流可从几毫安到 2 安培变化 订货信息订货信息 QX5305X P:DIP- 8 LG:SO- 8 特性特性 ? 可编程驱动电流，最高可达 2A ? 高效率：最高达 95% ? 宽输入电压范围：5V~400V ? 高工作频率：2.5MHz ? 工作频率可调：500KHz~2.5MHz ? 驱动 LED 灯功能强： LED 灯串可从 1 个到几 十个 LED 高亮度灯 ? 亮度可调：通过 EN 端 PWM，调节 LED 灯亮 度 应用范围应用范围 ? 干电池供电 LED 灯串 ? LED 灯杯 ? RGB 大显屏高亮度 LED 灯 ? 平板显示器LED背光灯? 恒流充电器控制 ? 通用恒流源 QX5305 2 of 11 方框图方框图 管脚排列图管脚排列图 QX5305 3 of 11 管脚定义管脚定义管脚序号管脚序号 管脚名称管脚名称 功能描述功能描述 1 VSS 电源地 2 EN 芯片使能端 3 COMP 内部比较器补偿 4 FB 电压反馈端 5 DRV 外部 MOS 驱动端 6 CS 电流反馈检测脚 7 TOFF 关断时间设定 8 VDD 电源正(2V- 6.5V) 极限参数极限参数 参数参数 符号符号 描述描述 值值 单位单位 电压电压 Vmax VDD 脚电电压 8 V Vmin- max EN, CS 和 FB 脚电压值 - 0.3- VDD+0.3 V 温度温度 Tmin- max 工作温度范围 - 20- 85 oC Tstorage 存储温度范围 - 40- 165 oC ESD VESD ESD 电压（人体模式） 2000 V QX5305 4 of 11 主要电气性能和指标参数主要电气性能和指标参数 参数参数 符号符号 测试条件测试条件 最小最小 典型典型 最大最大 单位单位 电源电压电源电压 VDD 2.5 6.5 V CS 脚反馈电压脚反馈电压 VCS 250 260 270 mV FB 脚反馈电压脚反馈电压 VFB 250 260 270 mV 工作电流工作电流 IDD 0.5 1 mA 关断时间关断时间 (Toff 脚悬空脚悬空) TOFF0 640 ns 待机电流待机电流 IDDQ 1 uA EN 脚逻辑高电平脚逻辑高电平 VENH 2.0 V EN 脚逻辑低电平脚逻辑低电平 VENL 0.8 V DRV 脚电压上升时间脚电压上升时间 TRISE 500pF 电容在 DRV 脚上 时 50 ns DRV 脚电压下降时间脚电压下降时间 TFALL 500pF 电容在 DRV 脚上 时 50 ns 典型应用电路图典型应用电路图 QX5305 5 of 11 工作原理简述工作原理简述 QX5305 采用峰值电流检测和固定 off- time 控制方式。

片内的 R- S 触发器分别由 off- time 定时 器置位和 CS 比较器、FB 比较复位，它控制外部 MOSFET 管并和功率电感 L、LED、肖特基二 极管共同构成一个自振荡的，连续电感电流模式的升压型恒流 LED 驱动电路（参见图 1） 除了固定 off- time 控制这点外， QX5305 的工作方式和普通的电流模式 PWM 控制型 DC/DC 升 压电路非常相似当工作在连续电流模式下时，流过功率电感的电流 IL如图 2 所示 VDD上电时，off- time 定时器的输出置位内部触发器使输出为高，驱动外部了功率 MOSFET 导 通，TON周期开始这时候，流过功率电感 L 的初始电流为零，电流以上升的模式从 VIN通过功 率电感 L， MOSFET 和电流采样电阻 RCS流到地 该电流将一部分能量储存在功率电感里并在 RCS 上产生一个压降 VCS与此同时输出滤波电容对 LED 放电，该电流在 RFB上产生一个压降 VFB， VFB被误差放大器放大当电流上升到使得 VCS > 260mV 或 VFB > 误差放大器的输出电压时，CS 或 FB 比较器的输出复位内部触发器使得输出变低， 控制外部功率 MOSFET 关断， TON周期结束， TOFF周期开始。

TOFF周期内，储存在功率电感里的能量以反电势的形式与 VIN 叠加后，通过肖特基二极管、 LED、电流反馈电阻 RFB构成回路，电流呈下降的模式，与此同时输出滤波电容被充电当预先 设置的 TOFF时间间隔到达时，off- time 定时器的输出再次置位内部触发器使得输出为高，外部功 率 MOSFET 重新导通，TOFF周期结束，开始新的 TON周期，电流再次以上升的模式流通，同时输 出电容对 LED 放电……依次循环往复，使 LED 上的电流得以连续而且保持稳定 正常工作情况下，电感电流上升、下降的斜率与 VIN、功率电感 L 的感值和 LED 的正向压降 相关 VCS间接反映了电感的峰值电流， 也代表了峰值功率， 而 VFB间接反映了输出电流的大小 QX5305 根据 VFB来不断调节外部功率 MOSFET 管导通的时间 TON，即输出电流的脉冲宽度（也 就是输入到功率电感 L 中的能量增加，导致流过负载的输出电流变大，反之则反如此闭环调节 使得输出电流能够得到恒定 QX5305 6 of 11 应用指引应用指引 1）） LED 电流的设定电流的设定 LED 的电流由 RFB设定，RFB阻值不同，就可以设置不同的 LED 驱动电流。

RFB 的估算公式如下： RFB=260mV/IO IO为驱动 LED 灯的电流 2）峰值功率的限定）峰值功率的限定 限定峰值功率可以减小上电时的冲击电流，并且在电路异常时可以起到保护作 用峰值功率由 RCS设定，RCS的计算公式如下： RCS=260mV/Io*K K=0.7*VIN/VO 也即：RCS=RFB*0.7*VIN/VO IO为驱动 LED 灯的电流；VO为输出电压，即所有串联 LED 正向电压的总和 3）工作频率的确定）工作频率的确定 QX5305 采用固定 off- time 控制工作方式，其工作频率为 F=1/（TOFF+TON） 其中 TON时间与功率电感的感值和输入输出的电压差相关，而 TOFF的 off- time 时间由片内的 off- time 定时器和片外的 TOFF管脚的 ROFF、COFF决定因此可通 过外部电阻和电容设置最小 TOFF时间，从而间接设定工作频率， 其中点空比约为 D≈（VOUT- VIN）/VOUT，而 TOFF计算公式如下： 这里 100KΩ电阻和 12pF 电容是芯片内部集成的参数，当 TOFF管脚悬空时： 在 TOFF管脚上单独接 ROFF电阻可以提搞工作频率，而单独接 COFF则可以降低 工作频率。

例如：当 TOFF脚接 470pF 电容时，TOFF≈24.6uS，如果 D=0.1，则 电路工作频率 F 约为 36.6KHz 工作频率的高低，是要根据实际使用情况来决定的工作频率高，功率电感的 数值可以越小，电感的体积也越小，同时也有利于选用低容值小体积的输入输 出滤波电容但是较高的工作频率会导致 MOSFET 管和肖特基二极管的开关损 耗增加，发热加剧，导致电路的效率下降这点在高输出电压下工作时较为明 显因此，如果在高于 80V 的工作条件下，建议 QX5305 的工作频率不宜超过QX5305 7 of 11 80KHz 4）功率电感）功率电感 L 选择选择 功率电感 L 的选用原则，一是确保流过 LED 的电流是连续的并且纹波电流ΔI 值远小于流过 LED 的电流值，其次是保证其工作时不会出现磁饱和现象 QX5305 电路在工作时，输入电源在 MOSFET 管导通 TON期间直接对功率电感 提供能量，其于时间则由电源与功率电感内储存的能量来维持 LED 电流换句 话说，功率电感在 MOSFET 管导通时储能，MOSFET 管关闭时释放能量，电感 及 LED 上的电流方向始终是不变的。

功率电感的充放电在输出电流上形成锯齿 状纹波电流（见图 2） 纹波电流（ΔI=IMAX- ILIN）的上升下降斜率及幅值直接 与电感上的电压和电感量相关，其关系如下式： TON时：VL=VIN- VDP- VCS；TOFF时：VL=- VIN+LED+VF 纹波电流ΔI 的大小与功率电感的电感量成反比例，当纹波电流过大时，将导致 输出电流的断续（此时可以理解为：TON时功率电感内储存的能量不足以在 TOFF 时释放来维持负载电流） 因而，一定的工作电压、负载下，不同的电感元件参 数，流过负载的电流会出现连续模式和非连续两种模式 在驱动 LED 的情况下，为保持 LED 电流的恒定， 不希望出现非连续模式 因此， 在工作电压、负载一定的情况下，必须合理地选择功率电感数值以保证电路工 作于连续模式下 当功率电感的电感量足够大时，一般可保证电流不会出现非连续模式同时较 大的电感量也使得流过负载的电流脉动分量较小，有利于延长 LED 的寿命 通常可根据以下公式估算出保证连续模式工作的最小电感量，然后在条件许可 的情况下，尽可能地采用较大的电感量值 在 off- time 期，流过 LED 灯的ΔIL计算如下： 为了使流过 LED 灯电流波动小于ΔIL，电感值应满足： TOFF在上一节中由 ROFF和 COFF来设定，ΔIL可取 IL的十分之一。

通常，当输入、输出电压的压差较大或者输出功率较大时，需要加大功率电感的值，反之， 可以用较小的功率电感值一般取值约在几百微亨到十几毫亨，视实际应用而定 QX5305 8 of 11 另外不可忽视的一个问题是，QX5305 工作时流过功率电感的峰值电流通常可 高达安培级以上，所选用的功率电感必须具有足够的 DC 工作电流容量，否则电感 会发生磁饱和，造成电路的效率大大下降，甚至电路不能正常稳定工作一般情况 下，要求功率电感的饱和电流必须大于最大输出电流的 1.5 倍以上同时在大电流 条件下功率电感本身的内阻（ESR）也不可忽视，它会极大地影响转换效率所以， 在确定了电感量以后，如果希望提高 QX5305 驱动器的工作效率，在体积允许的情 况下，可选用较大的磁性元件及较粗的导线绕制的功率电感 5））MOSFET 管的选用管的选用 首先要考虑 MOSFET 的耐压，一般要求 MOSFET 的耐压高于最大输出的电压 1.5 倍以上其次，根据驱动 LED 灯电流的大小，选择 MOSFET 的 IDS最大电流一般情 况下，应选用 MOSFET 的 IDS最大电流是 LED 灯驱动电流的 3 倍以上。

另外 MOSFET 的内阻要尽可能小；RDS越小，在 MOSFET 管上面的功率越小，电路的工作效率就越 高 另外，高电压应用时，由于高耐压的 MOSFET 管完全导通所需的驱动电压 VGS也 比较高（可能会高于 QX5305 的输出驱动电平） ，为此应该选择 VGS低于 5V 的型号 6））EN 使能端使能端 在 EN 端接（低电平）地时，QX5305 处于休眠状态，此时，工作电流小于 10uA，自耗电非常小。