内置高压MOSFET、高PFC 、高恒流精度、非隔离LED 照明驱动芯片:SD6901S,SD6902S,SD6904S
非隔离驱动(non-isolation)芯片在LED照明应用中一直扮演著重要的角色,相较于隔离型产品,它在架构上有较高的效率和较为低廉的系统成本,占板空间小,已逐步成为主流方案。
士兰微电子针对高性能非隔离LED照明驱动应用推出了系列驱动芯片SD6901S,SD6902S,SD6904S系列。该系列芯片属于内置高压MOS管的驱动电路,可以称之为真正的恒流源,能够实时逐周期检测、控制真实的输出电流,在输入电压、输出电压、及外围电感发生变化时输出电流变化很小。SD6901S,SD6902S,SD6904S使用了多项专利技术,性能优异,具有高PFC、高恒流精度和高转换效率等特点,可广泛应用于球泡灯、T5/T8 LED灯具等各式LED照明应用场合。
Silan士兰微系列SD6901S,SD6902S,SD6904S具有以下优点:
1:内置600V高压功率MOSFET,SD6901STR,SD6902STR与SD6904STR分别内置不同电流等级的MOS,满足不同功率段的需求,其中SD6904STR内置4A电流能力的MOS,采用SOP7小型化封装,是业界唯一能够做到全电压满足18W规格的内置MOS电路(小型化封装)。
2:具有非常好的电流一致性,采用士兰微的恒流控制模式专利技术,直接采集输出电流,通过误差放大器来控制电流,恒流精度一致性可以做到±3%之内。
3:芯片可以在做宽电压范围上工作。SD6901S,SD6902S,SD6904S使用了特有的恒流控制模式,输入电压可以由85V~265V变化,输出电流变化小于±1%。
4:采用浮地技术,可以用于无辅助绕组供电技术,可以有效地降低成本。
除了上述优点外,SD6901S,SD6902S,SD6904S还自带PFC控制功能,可以自动实现全电压范围高PF值(全电压输入范围PF>0.9)。同时,芯片采用谷底开通模式,该模式可以减小开关损耗,提高系统转换效率,在18W应用中,转换效率高于93%。
此外,芯片内部集成了各种保护功能,包括输出开路保护、输出短路保护、逐周期过流保护,过温保护和VCC过压保护等。其中LED短路保护也使用了士兰微电子的专利技术,该技术可以使芯片在发生输出短路的异常情况下,能够获得极低的输出短路保护功耗(18W下短路功耗<0.5w),避免损坏电路及外围元器件。SD6901S,SD6902S,SD6904S芯片基于士兰微电子自主研发的BiCMOS工艺制造,采用了SOP7封装形式,具有集成度高、外围元器件少、便于整机调试等突出的特点。
士兰微电子长期专注于提供LED照明全套电源管理方案,在非隔离解决方案中,SD6901S,SD6902S,SD6904S系列芯片主要有以下几个品种,可以全电压输入3~18W功率范围需求:
SD6901S 内置MOS 1A/600V
SD6902S 内置MOS 2A/600V
SD6904S 内置MOS 4A/600V
SD6901S,SD6902S,SD6904S系列驱动芯片是一款专用于非隔离LED 驱动的控制芯片,外围应用采取浮地Buck架构,内置600V高压功率MOSFET。在该架构下,芯片采样电感电流进入内部,并利用内部误差放大器形成闭环反馈网络,从而达到高恒流精度和高输入/输出调整率。同时,芯片自带PFC控制,自动实现全电压范围高PF值。芯片的临界导通模式减小开关损耗,提高系统转换效率。
SD6901S,SD6902S,SD6904S系列驱动芯片内部集成各种保护功能,包括输出开路保护,输出短路保护,逐周期过流保护,过温保护,VCC过压保护等。
SD6901S,SD6902S,SD6904S系列驱动芯片具有超低的启动电流和工作电流,可在全电压输入范围内(85VAC~265VAC)高效驱动高亮度LED 。
SD6901STR、SD6902STR、SD6904STR系列LED驱动芯片特性:
●SD6901STR、SD6902STR、SD6904STR恒流控制模式(专利)
●SD6901STR、SD6902STR、SD6904STR内置600V高压功率MOSFET (SD6901S内置1A,SD6902S内置2A,SD6904S内置4A)
●SD6901STR、SD6902STR、SD6904STR精确恒定电流(<±3%)供给LED
●SD6901STR、SD6902STR、SD6904STR全电压输入范围PF>0.9
●SD6901STR、SD6902STR、SD6904STR採用临界导通模式
●SD6901STR、SD6902STR、SD6904STR俱有LED 短路保护(专利)
●SD6901STR、SD6902STR、SD6904STR俱有LED 开路保护
●SD6901STR、SD6902STR、SD6904STR俱有VCC过压欠压保护
●SD6901STR、SD6902STR、SD6904STR俱有过温保护功能
●SD6901STR、SD6902STR、SD6904STR俱有过电流保护功能
SD6901STR、SD6902STR、SD6904STR系列LED驱动芯片应用
●球泡灯
●T5/T8 LED 灯具
●各式LED 照明应用场合
SD6901STR、SD6902STR、SD6904STR系列LED驱动芯片规格分类
产 品 名 称
| 封 装 形 式
| 打 印 名 称
| 材 料
| 包 装
|
SD6901STR | SOP-7-225-1.27
| SD6901S
| 无铅
| 编带
|
SD6902STR | SOP-7-225-1.27
| SD6902S
| 无铅
| 编带
|
SD6904STR | SOP-7-225-1.27
| SD6904S
| 无铅
| 编带
|
SD6901STR、SD6902STR、SD6904STR系列LED驱动芯片管脚排布图
SD6901STR、SD6902STR、SD6904STR系列LED驱动芯片管脚描述
管脚编号
| 管脚名称
| I/O
| 功能描述
|
1
| VCC
| POWER
| 电源
|
2 | CS
| I/O
| 采样电流
|
3 | COMP
| O
| 跨导放大器输出,外接一积分电容到地。
|
4 | ZCD
| I
| 过零检测输入
|
5,6 | DRAIN
| O
| 功率管漏端输出
|
7 | GND
| GND
| 地
|
SD6901STR、SD6902STR、SD6904STR系列LED驱动芯片功能描述
SD690XS 是一款利用BUCK 原理搭建的非隔离LED 照明驱动芯片。以下是对芯片各功能的具体描述。
启动控制
SD690XS 的启动电流很低,因此可以快速启动。外部启动电路可以采用较大的启动电阻。VCC端具有欠压保护功能,开启/ 关断电压阀值设定在16V 和8 .4 V 。迟滞特性确保启动期间输入电容能给芯片正常供电。启动完成且输出电压上升到一定程度后,输出端可通过辅助绕组或齐纳管降压对 VCC进行充电。Vz=VLED-VCC。
临界导通模式
芯片采用检测电感电流过零来开通MOSFET 开关。电感电流过零点可通过ZCD电压来判断。ZCD电压可通过辅助绕组或电阻分压检测。
当电感电流过零时,ZCD管脚电压会下降,芯片检测其下降沿,实现过零开通MOSFET开关。临界导通模式有利于减小开关损耗,提高系统转换效率。
恒流精度控制
芯片采样电感电流,利用内部误差放大器形成闭环反馈网络,从而得到高恒流精度和高负载调整率。CS电压和0. 17V基准电压进入跨导放大器进行误差放大,并通过外部Comp电容积分。Comp端电压控制外部功率管导通时间,调整输出电流。
电流检测和前沿消隐
芯片具有逐周期限流保护功能,当CS电压超过一定值时,芯片关断外部MOSFET开关,系统仍保持正常工作,下个周期外部MOSFET正常开启。
在前沿消隐时间内,限流比较器是不工作的,MOSFET 开关在这段时间内是保持导通状态的。
栅极驱动
GATE管脚连接到外部MOSFET的栅极,来实现对MOSFET的开关控制。GATE的驱动能力太弱,MOSFET的开关损耗会增加;反之,GATE的驱动能力太强,则会带来EMI问题。因此,芯片的图腾柱式的驱动输出部分在驱动能力和死区时间之间进行了折衷。
GATE的输出高电平被钳位在15V ,以保护内部高压MOSFET的安全。
VCC过压保护
当VCC电压过高时,进入VCC过压保护状态,MOSFET开关截止,系统将进入自动重启。
输出过压保护
输出电压通过电阻分压输入ZCD管脚。当ZCD电压超过过载保护电压阈值4.25V时,进入输出过压保护状态,MOSFET开关截止,系统将重新启动。
输出短路保护
当ZCD电压低于输出短路保护电压阈值0.5V 且维持448 个开关周期后,芯片进入输出短路保护状态,MOSFET开关截止,系统将重新启动。
SD6901STR、SD6902STR、SD6904STR系列LED驱动芯片应用原理图
SD6901STR、SD6902STR、SD6904STR系列LED驱动芯片电路框架图