MP24833真正中文版

MP24833 Rev 1 01 www MonolithicP 1 05 05 2010 MPS Proprietary Information Patent Protected Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited 2015 MPS All Rights Reserved MP24833 A 55V 3 白光白光 LED 驱动器驱动器 The Future of Analog IC Technology 描述描述 MP24833 是 55V 3A 白光 LED 驱动器适用于 降压 反相升 降压和升压应用 它具有 3A 输出 电流在较宽的输入电压范围内具有优异的负载和 线性调整 电流模式能提供快速的瞬态响应和环 路稳定性设计 故障保护包括 热关断 逐周期 峰值电流限制 开弦保护和输出短路保护 MP24833 采用模拟和 PWM 调光复用一个控制引 脚 单独的输入参考接地引脚可以直接使能芯片 或者调光控制为正的负功率转换 MP24833 需要最少的标准外部元件和采用 SOIC8E 封装 特点特点 3A 最大输出电流 独特的升降压操作 降压 升压模式 宽输入电压范围 4 5V 55V 降压模式 0 19 内部功率 MOSFET 开关 开关频率 200KHz 模拟和 PWM 调光 0 198V 参考电压 6 A 关断模式 无 LED 最小数量 稳定低 ESR 陶瓷输出电容器 逐周期过流保护 热关断保护 开弦保护 输出短路保护 封装 SOIC8E 应用应用 常规 LED 照明 LCD 背光板 笔记本电脑 汽车内部照明 便携式多媒体播放器 便携式 GPS 设备 For MPS green status please visit MPS website under Quality Assurance MPS and The Future of Analog IC Technology are Registered Trademarks of Monolithic Power Systems Inc MP24833 Rev 1 01 www MonolithicP 2 05 05 2010 MPS Proprietary Information Patent Protected Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited 2015 MPS All Rights Reserved MP24833 3A 55V 白光白光 LED 驱动器驱动器 绝对最大额定值绝对最大额定值 1 供应电压 VDD VSS 60V VSW VSS 0 3V to VIN 0 3V VBST VSW 6V VEN Dim VINGND 0 3Vto 6V VINGND VSS 0 3V to 60V 其他引脚 VSS 0 3V to 6V 连续功率耗散 TA 25 C 2 SOIC8E 2 5W 结温 150 C 铅温度 260 C 贮存温度 65 C to 150 C 推荐的操作条件推荐的操作条件 3 供应电压 VDD VSS 4 5V to 55V 最高结温 TJ 125 C 热阻热阻 4 JA JC SOIC 8 EP 50 10 C W 备注备注 1 超过绝对最大额定值可能会损坏芯片 2 最大允许功率耗散是一个函数的最大结温 TJ MAX 结到环境 热阻 JA 和 环境温度 TA 在任何环境温度的最大允许连续功 率耗散计算由 PD MAX TJ MAX TA JA 超过最大允许功 耗 会导致过高的模具温度 同时芯片将进入热关断 对内部热 关断电路造成永久性的损坏 3 芯片不能保证在推荐的工作条件以外的情况下正常工作 4 测试是在 JESD51 7 4 layer PCB 定购信息定购信息 产品编号产品编号 封装封装顶级标记顶级标记 MP24833GN SOIC 8 EP MP24833 为磁带与卷轴 添加后缀 Z 例如 MP24833GN Z 引脚配置引脚配置 SOIC8E MP24833 Rev 1 01 www MonolithicP 3 05 05 2010 MPS Proprietary Information Patent Protected Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited 2015 MPS All Rights Reserved MP24833 3A 55V 白光白光 LED 驱动器驱动器 电气特性电气特性 VIN 12V TA 25 C 所有电压值参考所有电压值参考 VSS 除非另有说明除非另有说明 参数参数符号符号条件条件最小值最小值典型值典型值最大值最大值单位单位 反馈电压 VFB4 5V VIN 55V0 1880 1980 208V 反馈电流IFBVFB 0 22V 5050nA 开关导通电阻 5 RDS ON 190m 开关漏电流 VEN 0V VSW 0V 1 A 电流限值 5 Duty 05A 振荡频率 fSW200kHz 反折频率 VFB 0V VOVP 0V36kHz 最大占空比 VFB 0 19V91 最小时间上 5 tON100ns 根据电压锁定阀值上升 33 33 6V 根据电压锁定阀值滞后200mV EN 输入电流 VEN 2V2 1 A EN 关闭阀值 w 遵守 INGND VEN 下降0 4V EN 开启阀值 w 遵守 INGND VEN 上升0 6V 最小 EN 调光阀值 VFB 0V0 60 670 75V 最大 EN 调光阀值 VFB 0 2V1 251 361 47V 电源电流 静态 IQVEN 2V VFB 1V0 60 8mA 电源电流 静态 EN 关闭IoffVEN 0V612 A 过热关机 5 150 C 打开 LED OV 阀值VOVP th1 11 21 3V 打开 LED OV 滞后VOVP hys 60mV MP24833 Rev 1 01 www MonolithicP 4 05 05 2010 MPS Proprietary Information Patent Protected Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited 2015 MPS All Rights Reserved MP24833 3A 55V 白光白光 LED 驱动器驱动器 备注备注 5 保证所设计的 典型特征典型特征 MP24833 Rev 1 01 www MonolithicP 5 05 05 2010 MPS Proprietary Information Patent Protected Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited 2015 MPS All Rights Reserved MP24833 3A 55V 白光白光 LED 驱动器驱动器 典型性能特征典型性能特征 性能波形测试在评估板的设计示例部分性能波形测试在评估板的设计示例部分 VIN 36V ILED 1A 7 个个 WLEDs 串联串联 L 68 H TA 25 C 降压应用降压应用 除非另有说明除非另有说明 MP24833 Rev 1 01 www MonolithicP 6 05 05 2010 MPS Proprietary Information Patent Protected Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited 2015 MPS All Rights Reserved MP24833 3A 55V 白光白光 LED 驱动器驱动器 典型的性能特征典型的性能特征 续 续 性能波形测试在评估板的设计示例部分性能波形测试在评估板的设计示例部分 VIN 24V ILED 1A 7 个个 WLEDs 串联串联 L 68 H TA 25 C 降压升压应用降压升压应用 考阅考阅 INGND 除非另有说明除非另有说明 MP24833 Rev 1 01 www MonolithicP 7 05 05 2010 MPS Proprietary Information Patent Protected Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited 2015 MPS All Rights Reserved MP24833 3A 55V 白光白光 LED 驱动器驱动器 引脚功能引脚功能 引脚号引脚号名称名称 描述描述 1 VDD 电源电压 MP24833 输入电压范围在 4 5V 55V 基于 VSS 输入端需要加电容防止大的电压 尖峰出现 2 VSS exposed pad 电源返回 连接在电路中 通常是阳极的肖特基整流器的可能性最低 此引脚是调整输出电压的 参考端 因此需要多加注意 在布局中 裸露的衬垫也连接到该脚 3 OVP 过压保护 通过电压分压对 OVP 进行设置 当 OVP 端的电压达到 1 2V 的关闭阀值时 开关关 闭 当 OVP 电压下降到正常范围时恢得工作 当 对 VSS 电压低于 0 2V 和 FB 引脚电压小 于 0 1V 时 芯片将视为短路并将运行频率折起来 OVP 的电压从 0 2 到 1 2V 为正常范围 4 FB LED 电流输入反馈 感觉目前在遥感电阻器之间 FB 和 vss 连接电流感应电阻从底部的 LED 串到 vss FB 引脚连接到底部的 LED 串 调节电压是 0 198V MP24833 Rev 1 01 www MonolithicP 8 05 05 2010 MPS Proprietary Information Patent Protected Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited 2015 MPS All Rights Reserved MP24833 3A 55V 白光白光 LED 驱动器驱动器 5 EN DIM 开 关控制和调光控制输入端 引脚电压大于 0 67V 可以实现模拟和 PWM 调光功能 当 EN DIM 对 VSS 脚电压从 0 67V 上升到 1 36V LED 电流将从 0 到 100 的最大 LED 电流 若要使用 PWM 调光 该引脚不适用于 100Hz 到 2KHz 振幅大于 1 5V 的方波信号 对于模 拟和 PWM 调光共用时 不适用于 100Hz 到 2KHz 振幅从 0 67V 到 1 36V 的方波信号 6 INGND 输入对地参考端 此引脚是 EN 微弱信号的参考 7 BST 自举升压 连接一个电容器 SW 和 BST 引脚 形成一个浮动的供应电源开关驱动程序之间 使 用 100nF 或较大的陶瓷电容器来提供足够的能量来驱动这个电源电压的电源开关 8 SW 开关输出 连内部 MOSFET 的源极 将此引脚连接到功率电感器和整流二极管的阴极 MP24833 Rev 1 01 www MonolithicP 9 05 05 2010 MPS Proprietary Information Patent Protected Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited 2015 MPS All Rights Reserved MP24833 3A 55V 白光白光 LED 驱动器驱动器 功功能方框图能方框图 图图 1 功能框图功能框图 MP24833 Rev 1 01 www MonolithicP 10 05 05 2010 MPS Proprietary Information Patent Protected Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited 2015 MPS All Rights Reserved MP24833 3A 55V 白光白光 LED 驱动器驱动器 操操作作 MP24833 是一个电流型调节器 误差放大器 EA 的输出电压与峰值电感电流成正比 在周期的开始 MOSFET 是关闭的 EA 输出电 压高于感放大器输出的电流 且电流比较器的输 出是低 它的频率是工作频率 的时钟信号的上 升沿设置 RS 触发器 其输出开启将西南部针和 感应器连接到输入供应 MOSFET 电流传感放大器检测和放大上涨电感电流 PWM 比较器比较斜坡补偿器和电流传感放大器的总和 EA 的输出 当电流传感放大器的总和输出和斜 坡补偿信号超过 EA 输出电压 RS 触发器重置 MOSFET 关闭 外部的肖特基整流二极管 D 进 行电感电流 如果感觉放大器输出电流和斜坡补偿信号的总和 不超过 EA 输出的整个周期 CLK 的下降沿将重 置该触发器 EA 的输出集成反馈和 0 198V 之间的电压差参考 EA 输出将增加时 FB 引脚电压小于 0 198V 因 为 EA 输出电压正比于峰值电感电流 EA 输出电 压也增加传递到输出的电流 软启动软启动 当启用了 MP24833 和 VDD 超过 UVLO 阈值时 开关开始 当 VFBVSS 是低于 1 2 的 VREF 有 助于快速充电输出帽 软启动未处于活动状态 同时 当前限制并折成一半 一旦 VFB VSS 上升达 1 2 的 VREF 软起动开始 和部队内部参考输入的 EA 慢慢上升从 2 3 的 VREF 当前限制也恢复了正常的价值 软启动的功能可以保持责任周期延长 慢慢地以 限制启动时的电流超调 当内部参考输入的 EA 左右 VREF 100mV 软启 动结束达升起和 EA 的参考输入连接到全面的 VREF 0 198V 打开打开 LEDLED 保护保护 OVP 脚用来打开 LED 保护 它会监视通过一个分 压器的输出电压 如果指示灯打开 FB 引脚上有 无电压 占空比将增加 直到 VovpVSS 达到保护 阈值设置由外部电阻分压器 顶部的开关关闭 直到 VovpVSS 显著下降 调光控制调光控制 MP24833 允许直流和 PWM 调光 EN 参考 INGND 上的电压时小于 0 6V 该芯片将关闭 对于模拟 调光 LED 电流是线性依赖于 EN 电压范围在 0 67V 和 1 36 v 从 0 到 100 之间 EN 电压 高于 1 36 v 的结果产生的最大的 LED 电流 PWM 调光 VDIM VINGND 必须超过 1 5 v Pwm 调制频率在 100 赫兹到 2 千赫范围内用 于调光线性度好 结合的模拟和 PWM 调光 不适 用于与振幅的 PWM 信号从 0 67V EN 引脚 1 36 v 输出短路保护输出短路保护 MP24833 功能输出短路保护 当输出短路到 VSS OVP 脚下降到低于 0 2V 上的电压和 FB 引 脚感知无电压 0 1 v 由于没有电流穿过 WLED 在此条件下 操作频率向后反折 降低功 率消耗 在 buck boost 应用程序时 LED 短路到 VSS 的可能性 添加一个二极管从 VSS INGND 保护 IC 如下面的图 2 所示 图图 2 降降 升压应用在升压应用在 LED 可能短路到可能短路到 VSS MP24833 Rev 1 01 www MonolithicP 11 05 05 2010 MPS Proprietary Information Patent Protected Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited 2015 MPS All Rights Reserved MP24833 3A 55V 白光白光 LED 驱动器驱动器 应用程序信息应用程序信息 设置设置 LED 电流电流 The external resistor sets the maximum LED current refer to TYPICAL APPLICATION CIRCUIT and value can be determined using the equation 过压保护计算公式过压保护计算公式 分压器设置的过电压保护点 指典型应用电路 通过方程 通常情况下 OVP 点电压设置在高于 LED 电压 的大约 10 30 MP24833 Rev 1 01 www MonolithicP 12 05 05 2010 MPS Proprietary Information Patent Protected Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited 2015 MPS All Rights Reserved MP24833 3A 55V 白光白光 LED 驱动器驱动器 电感的选择电感的选择 降压应用 请参见图降压应用 请参见图 3 请参请参 阅阅 buck boost 应用电路设计实例应用电路设计实例 一个值 从 10 H 到 220 H 与直流电流评分高于 最大电感电流对于大多数应用程序中包括电感 包括在估计输出电流时的电感器和感应器的电能 消耗的直流电阻 Buck 变换器设计中 从下面的等式得出所需的电 感值 选择电感纹波电流在最大负载电流的 通常在 30 60 的范围 30 最大电感峰值电流是从 下式计算出来的 IL AVG 是流过电感的平均电流 在 buck 应用中它 等于输出负载电流 LED 电流 在低于 100mA 轻载条件下使用更大的电感来提 高效率 选择输入电容选择输入电容 输入电容用于降低浪涌电流和来自输入的供应和 从设备的开关噪声 选择一个小于输入的源阻抗 以防止高频开关电流从通过输入的开关频率阻抗 输入的电容 因为他们的低 ESR 和小温度系数尽 可能使用 X5R 或 X7R 电介质陶瓷电容器 选择这样做可以限制输入的电压纹波电容 VIN 它 是通常小于直流值的 5 至 10 对于 buck 应用 公式 对于绝大多数应用电路 用 4 7 F 电容 请参阅 buck boost 应用电路的设计实例 选择输出电容选择输出电容 输出电容保持输出电压纹波小 并确保稳定的反 馈回路 选择开关频率低阻抗输出电容 他们低 ESR 特性使用 X5R 或 X7R 电介质陶瓷电容器 对于 buck 应用电路 输出电容选择可以用以下公 式 2 2 F 10 F 陶瓷电容器能够满足大多数应用程序 请参阅 buck boost 应用电路的设计实例 PCB 板布局板布局 地方高电流的路径 VSS VDD 和 SW 接近具有 短 直 宽痕迹的设备 尽可能到 VDD 和 VSS 引脚尽可能放置输入的电容接近 放置在 FB 引脚的外部反馈电阻 保持开关节点痕迹短内 外的反馈网络 特别注意开关频率循环布局 保持循环尽可 能小 对于 buck 应用电路 开关频率循环由输入的电 容 内部功率 MOSFET 和肖特基二极管组成 放置 IC VDD 和 SW 引脚 和输入的电容肖特 基二极管 对于降 升压或推动应用 开关频率循环由输入的 电容 内部 MOSFET 肖特基二极管和输出电容 组成 使循环尽可能的小 输入的电容和 IC 的 输出电容的地方 MP24833 Rev 1 01 www MonolithicP 13 05 05 2010 MPS Proprietary Information Patent Protected Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited 2015 MPS All Rights Reserved MP24833 3A 55V 白光白光 LED 驱动器驱动器 典型应用电路典型应用电路 图图 3 白光白光 LED 驱动降压应用电路驱动降压应用电路 图图 4 白光白光 LED 驱动升驱动升 降压应用电路降压应用电路 MP24833 Rev 1 01 www MonolithicP 14 05 05 2010 MPS Proprietary Information Patent Protected Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited 2015 MPS All Rights Reserved MP24833 3A 55V 白光白光 LED 驱动器驱动器 图图 5 白光 白光 LED 驱动升压应用电路驱动升压应用电路 MP24833 Rev 1 01 www MonolithicP 15 05 05 2010 MPS Proprietary Information Patent Protected Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited 2015 MPS All Rights Reserved MP24833 3A 55V 白光白光 LED 驱动器驱动器 设计实例设计实例 下面是一个白光 LED 驱动原理图 集成有降压 升 降压 升压电路 short JP2 open is compatible with step down step up down and JP1 connect LED load to LED Boost step up application and LED For step down application short JP1 open JP2 connect LED load to LED and LED For step up down application short JP2 open JP1 connect LED load to LED and LED Figure 6 Design Example White LED Driver Compatible with Step Down Step Up Down and Step Up Application Use the step up down application for example to show the design procedure Specifications Input 24V DC Output LED current 1A maximum LED voltage 24V Operating frequency 200 kHz Selecting LED Current Sense Resistor Determine the LED current sense resistor from the following equation MP24833 Rev 1 01 www MonolithicP 16 05 05 2010 MPS Proprietary Information Patent Protected Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited 2015 MPS All Rights Reserved MP24833 3A 55V 白光白光 LED 驱动器驱动器 0 198V Rsense 200m ILED Considering power consumption use two 400m resistors with 1206 package in parallel for LED current sense resistor Selecting Inductor The converter operates in continuous current mode CCM determine the inductor value as follows VIN VOUT L VIN VOUT ILfS Where IL is the inductor peak to peak current ripple Select IL at 40 usually from 30 to 60 of the inductor average current which is VOUT IL AVG ILED 1 VIN The inductance is 75uH select a 68uH inductor the current ripple of inductor is about 0 88A The peak current of inductor is IL peak IL AVG IL The peak current is about 2 5A Select an inductor with saturation current around 3A Select Input and Output Capacitor The input capacitor reduces the surge current drawn from the input supply and the switching noise from the device Select a capacitance that can limit the input voltage ripple VIN which is normally less than 5 to 10 of the DC value ILED VOUT C IN fs VIN VIN VOUT The output capacitor keeps the output voltage ripple VOUT small normally less than 1 to 5 of the DC value and ensures feedback loop stability ILED VOUT C OUT fs VOUT VIN VOUT Use two 2 2uF 50V X7R ceramic capacitors in parallel as the input capacitor and use a 4 7uF 50V X7R ceramic capacitor as the output capacitor Select Rectifier Diode Use a Schottky diode as the rectifier diode Select a diode that can withstand voltage stress higher than 48V and the current limit higher than the output current Use B360 in this application Setting Open Voltage Protection Set the OVP point 20 higher than maximum output voltage by voltage divider ROVP1 ROVP2 V OVP 1 2V ROVP2 The OVP setting resistor is R9 10k and R8 226k PCB LAYOUT Layout is based on EV24833 N 00A MP24833 Rev 1 01 www MonolithicP 17 05 05 2010 MPS Proprietary Information Patent Protected Unauthorized Photocopy and Duplication Prohibited 2015 MPS All Rights Reserved MP24833 3A 55V 白光白光 LED 驱动器驱动器 Figure 7 Top Layer Figure 8 Bottom Layer PACKAGE INFORMATION SOIC 8 EP 0 089 2 26 0 101 2 56 0 124 3 15 0 136 3 45 0