BP1808系统应用指南.pdf

BP1808 系统应用指南系统应用指南 2 目录目录 概述/特点 典型应用 应用实例 设计注意事项 3 概述： BP1808是一款多工作模式、宽输入/输出范围的高亮度LED驱动 芯片。BP1808可以工作于升压、降压、和升/降压模式，其输入/输 出电压范围可达3 3VV6060V V。 BP1808还拥有欠压保护、过流保护、过压保护、过温保护等一 系列保护措施，使其使用更为安全。 1. 大功率LED灯 2. MR16 LED射灯 3. 车载LED灯 4. 太阳能LED灯 主要应用： 概述概述/特点特点 4 1. 3V到到60V输入输入/输出范围输出范围 2. 支持升压、降压、和升/降压模式 3. 支持模拟调光及PWM调光 4. 具有过流保护，Vdd欠压保护，输出过压保护，过温保护等； 5. 内置软启动； 6. 效率高达90%。 BP1808优势特点： 概述概述/特点特点 C1 L1 RS1 D5 C2 C3 CE1 LED+ LED- Vin+ Vin- RS2 OVP 1 COMP 2 DIM 3 GND 4 SW 5 VDD 6 VOUT 7 CS 8 U1 C4 5 典型应用典型应用 BP1808典型应用方案： 360V输输 入入 80VMOSFET 支持支持 PWM调调 光和模拟光和模拟 调光调光 BOOST和和 BUCKBOOST应应 用中可以开路用中可以开路 保护保护 等等。等等。 6 典型应用典型应用 BP1808以固定频率400KHz模式工作。通过采集接在CS引脚和VOUT引脚 之间采样电阻上的电压（V-），与内部基准0.2V（V+）比较，通过误差放 大器（EA），控制Comp的电压（ V+ ），Comp电压与内部振荡产生的固定 锯齿波（V-）比较，来决定导通时间。当输出电流减小时，采样电阻上的 电压小于0.2V，通过EA把Comp电压拉高，导通时间增大，从而使采样电阻 上的电压维持在0.2V，输出电流维持设定值，反之亦然。 BP1808基本原理 OVP COMP DIM GND CS VOUT VDD SW A LDO PWM Logic OSC 1.2V EN/ Dimming 7 典型应用典型应用 BP1808 Pin-Out & 应用场合 Part No.MOSPackageIo(max)工作模式工作模式 BP180880VSOP8-EP 500mA/50V60V输入BUCK 300mA/22V15V输入BUCKBOOST 300mA/22V7V输入BOOST OVP COMP DIM GND CS VOUT VDD SW BP1808 1 2 3 45 6 7 8 XXXXXY XYY XXXXXY: Lot code X: Year YY: Week 说明：建议输出电压最大值参考最大占空比限制。 8 应用实例应用实例 BUCK典型应用方案： C1 10uF/100V L1 10uH/CD75 RS1 0.56R D5 SS210 C2 1uF/25V C3 1NF/25V CE1 10uF/25V LED+ LED- Vin+ Vin- RS2 0.56R OVP 1 COMP 2 DIM 3 GND 4 SW 5 VDD 6 VOUT 7 CS 8 U1 BP1808 C4 1NF/25V 3.5V/700mA Vdd SW Comp IL 9 应用实例应用实例 BUCK典型应用实例波形 SW Comp Vdd IL 应用实例应用实例 BUCK应用实例基本数据图形 710.0 712.0 714.0 716.0 718.0 720.0 722.0 01020304050607080 输出电流输出电流Io（mA） 输入电压输入电压Vin（Vdc） 线性调整率线性调整率 1LED 2LEDs 60.0% 65.0% 70.0% 75.0% 80.0% 85.0% 90.0% 95.0% 100.0% 01020304050607080 效率效率 输入电压输入电压Vin（Vdc） 效率效率 1LED 2LEDs 707 708 709 710 711 712 713 714 715 716 717 718 30405060708090 输出电流输出电流Io（mA） 环境温度（环境温度（） 输出电流随环境温度的变化曲线输出电流随环境温度的变化曲线 20V输入 40V输入 应用实例应用实例 BUCK应用实例温升 环境温度28 Vin(Vdc)Iin(mA)Vo(V)Io(mA) 二极管 （） 电感（） PCB铜箔（）IC（）IC温升 93563.40670860.450.757.658.630.6 201663.40670871.760.165.165.537.5 301143.40770976.864.469.770.342.3 40873.40671080.868.073.874.746.7 50723.40771184.271.178.779.651.6 60613.40771287.974.283.684.956.9 应用实例应用实例 BUCK Dim PWM调光 Dim Duty（%）12345678910 Io（mA）1（不闪）111927344149566371 Dim Duty（%）102030405060708090100 Io（mA）71143216288359430500571640710 Dim frequent=200Hz 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0102030405060708090100 输出电流输出电流Io（mA） Dim PWM Duty(%) Duty=0%100%调光曲线调光曲线 0%100% 应用实例应用实例 BUCK Dim模拟调光 Vin=20V，Output：3.5V/700mA Dim Valu（V）0.551.9/ Io（mA）449509569629686715716716/ 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0.60.70.80.911.11.21.31.41.51.61.71.81.92 输出电流输出电流Io（mA） Dim Value(V) 模拟调光模拟调光曲线曲线 Vin=20V Vin=60V 应用实例应用实例 输出过压保护 在升压和升/降压型应用中，LED开路将触发过压保护。过压保护点 可通过外部分压电阻设置，OVP比较器参考电压为1.2V，迟滞100mV。 建议将升压型应用的过压保护电压设置为正常VOUT电压的1.31.5倍； 对于宽范围输入的升/降压型应用，设置的开路保护电压一定要高于输入 和输出电压之和。 1.2*(+) OVP RR V R 下上 下 15 Rcs电阻阻值选取 0.2 Rcs Io 设计注意事项设计注意事项 LED电流可通过连接在CS端和VOUT端之间外部采样电阻设置，该 电阻值可通过下式计算： 16 续流二极管的选取 设计注意事项设计注意事项 续流二极管的选取，除了要满足最大电流、电压容忍值之外，由于 BP1808工作频率很高，续流二极管还要满足反向恢复时间尽可能短，正 向导通压降尽可能小的要求，最好使用肖特基二极管。 17 BP1808Comp电容选取计算方法 设计注意事项设计注意事项 Comp电容建议选取范围在110nF之间。 tss CCOMP8nF16nF 1ms 2ms BP1808内置软启动功能，在软启动阶段，COMP电压缓慢上升，当 COMP电压上升至1V时，软启动结束，内置MOSFET开始开关。当COMP 电容值小于8nF时，COMP电压以最大斜率1V/ms上升，直到COMP电压达 到1V，软启动时间为1ms；若需要更长的软启动时间，可适当加大COMP 端的电容，当COMP电容大于8nF时，软启动充电电流以最大值8uA给 COMP电容充电，直到COMP电压上升至1V，此时的软启动时间为tss： : 软启动时间与软启动时间与COMP电容关系曲线电容关系曲线 18 BUCK应用电感选取计算方法 设计注意事项设计注意事项 一般选取以上计算得到的感量的24倍。电感选的太小，会使峰值 电流变大，流过MOS和二极管的有效值变大，加大了导通损耗。但是 电感太大，首先，在相同尺寸下感量越大，饱和电流会越小；其次， 感量越大所需的铜线匝数增加，阻抗增加，损耗也增加；最后，加大 电感量会使环路的响应时间变慢。 先计算系统工作在零界模式下的电感量： ()* 2* Vin VoVo L Vin Io f 19 BOOST应用电感选取计算方法 设计注意事项设计注意事项 一般选取以上计算得到的感量的24倍。电感选的太小，会使峰值 电流变大，流过MOS和二极管的有效值变大，加大了导通损耗。但是 电感太大，首先，在相同尺寸下感量越大，饱和电流会越小；其次， 感量越大所需的铜线匝数增加，阻抗增加，损耗也增加；最后，加大 电感量会使环路的响应时间变慢。 2 2 (-)* 2* Vo VinVin L VoIo f 先计算系统工作在零界模式下的电感量： 20 BUCKBOOST应用电感选取计算方法 设计注意事项设计注意事项 一般选取以上计算得到的感量的24倍。电感选的太小，会使峰值 电流变大，流过MOS和二极管的有效值变大，加大了导通损耗。但是 电感太大，首先，在相同尺寸下感量越大，饱和电流会越小；其次， 感量越大所需的铜线匝数增加，阻抗增加，损耗也增加；最后，加大 电感量会使环路的响应时间变慢。 2 2 * 2*() * Vo Vin L VinVoIo f 先计算系统工作在零界模式下的电感量： 21 以下是BUCK结构3.5V/700mA输出，Vin从10V到60V不同电压下，Mos管 和二极管导通损耗随电感量变化的曲线 设计注意事项设计注意事项 MosMos管导通损耗管导通损耗VSVS电感量电感量二极管导通损耗二极管导通损耗VSVS电感量电感量 从以上曲线可以看出，Mos管的导通损耗随着Vin的增加而减小， 二极管导通损耗随着Vin的增加损耗增加，Mos管和二极管的导通损 耗之和随电感量的增加而减小，到12.8mH后不再明显减小。 按照最大输入电压下，工作于BCM计算得到的电感量是5.9uH，如 果取24倍,就是11.823.6uH之间。 22 BP1808BUCK输入、输出电容选取 设计注意事项设计注意事项 输入电容典型值为10F，输出电容典型值为1F，若需进一步减 小输入/输出纹波，可选用更大的电容。在开关频率下，输入/输出电 容的ESR需尽可能的小，建议使用X5R或X7R的陶瓷电容。 23 BP1808具有温度调节功能和过温保护功能。 温度调节点 设计注意事项设计注意事项 24 PCB设计注意事项 设计注意事项设计注意事项 IC的GND和VCC电容的GND离 得太远，并且两个GND之间有 大电流流过，容易产生干扰。 IC的 GND IC的 GND VCC电容 的GND IC的GND和VCC电容的GND离 得较近，VCC不容易受到干扰。 VCC电容 的GND 有大电流流过 VCC电容 VCC电容 25 PCB设计注意事项 设计注意事项设计注意事项 CS电阻和Vout脚和CS脚的距离尽可能短，否则会影响输出电流的精度 和调整率。 CS脚 Vout脚 CS电阻 26 PCB设计注意事项 设计注意事项设计注意事项 Comp电容尽量离IC近，Comp电容的GND和IC的GND之间尽量短，如 果不能做到距离短，但必须保证不能让两个GND之间有大电流流过。 IC的 GND Comp脚 Top layerBottom l