SMD Type IC

IC
SMD Type
高精度非隔离恒流 LED 驱动电路
KX6581
1 概述
KX6581 是一款高精度的 LED 恒流控制芯片，应用于非隔离的降压型 LED 电源系
统，适合全范围的交流电压输入或者 12V~500V 的直流电压输入；芯片内置 500V 功率
MOS，只需很少的外围器件即可实现很高的电流精度。芯片工作在电感电流临界模式，
系统输出电流不随电感量和 LED 工作电压的变化而变化，具有优异的负载调整率；无需
辅助绕组供电，简化设计，降低系统成本。
KX6581集成专利的交流输入电压欠压保护功能，在交流输入电压过低时系统自动进
入打嗝模式，防止在低输入电压时输入电流过大而损坏系统。同时芯片还集成了多重保
护功能来加强系统的稳定性和可靠性，包括V CC 欠压保护，LED开路/短路保护，逐周期
限流以及过温保护等，所有保护均具有自动重启功能。
其特点如下：
● 边界控制模式，可以提高效率
● 内置 500V MOSFET
● 低工作电流（<1mA）
● UVLO 功能
● LED 开路/短路保护
● 逐周期限流
● 过温保护
● 封装形式：SOP8/DIP8
2 功能框图与引脚说明
2. 1 功能框图
图 1 功能框图
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KX6581
2. 2 功能描述
2.2.1 UVLO 功能
系统上电后，V CC 电压开始上升。当V CC 电压上升到UVLO开启电压后，系统开始工
作，系统正常工作后，V CC 电压需要降低到UVLO关断电压以下，系统才会停止工作，实
现UVLO保护功能。
2.2.2 边界控制模式
系统采用高端BUCK架构，工作在临界导通模式。MOSFET开启，线电压给电感 充
电，电感电流线性上升，CS端采样电阻采样电感电流并将其转换成采样电压V CS ，当V CS
达 到 内 部 PWM 比 较 器 参 考 电 压 0.5V 后 ， PWM 比 较 器 输 出 高 电 平 ， RS触 发 器 复 位 ，
MOSFET关闭，电感中储存的能量通过续流二极管和LED灯放电。RZCD1、RZCD2 连接
到电感两端检测电感两端的电压。当电感电流放至为零时，电感两端电压由于寄生电阻
和电容的作用将逐渐将至零，RZCD1 和RZCD2 检测电感两端电压的下降沿。当ZCD端
检测到该下降沿时，零电流检测比较器输出高电平，RS触发器被置位，MOSFET打开，
完 成 一 个 工 作 周 期 。 在 一 个 周 期 内 ， 电 感 电 流 峰 值 被 PWM 比 较 器 参 考 电 压 钳 位 在
Vref/Rcs，电感电流为临界连续模式，电感的平均电流——即LED输出电流完全由以下公
式决定，与输入电压，输出电压，电感值无关，实现输出恒流。
2.2.3 恒流控制
KX6581采用电感峰值电流恒定的控制方式，LED 输出电流通过以下公式计算：
IO = IPK/2 = VCS/2RCS = VREF/2RCS
其中：
V REF 为环路反馈基准电压（典型值为 0.5V）
R CS 为电流采样电阻
2.2.4 重启计时器
KX6581集成自动重启功能，在 MOSFET 导通时，计时器开始记时。经过 150us 后，
如果 ZCD 未能再次使 MOSFET 导通，重启记时器将发出触发信号，开启 MOSFET，避
免芯片错误的停止工作。
2.2.5 最小关断时间
KX6581工作频率随着正弦波输入电压变化，为了限制系统最大工作频率，具有良好
的 EMI 特性，芯片将系统的最小关断时间设置为 4.5us。如下图所示，当 MOSFET 关断
时间小于 4.5us 时，ZCD 不会开启 MOSFET。
ZCD
GATE
Toff>4.5us
图 2 最小关断时间
2
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2.2.6 前沿消隐
由于存在寄生电容，MOSFET 在导通瞬间，会产生一个脉冲电流。KX6581 内部集
成有前沿消隐功能，在 MOSFET 导通的瞬间，设计有 280ns 的前沿消隐时间，在这段时
间内，电流比较器停止工作，避免脉冲电流让电流比较器发生误翻转，如下图所示：
VCS
TLEB=280ns
t
图 3 前沿消隐
2.2.7 输出过压保护
输出过压保护功能可以避免输出电压过高而损坏器件。KX6581 利用监测并联在 两
端的电阻 RZCD1 和 RZCD2 的分压值实现输出过压保护功能。当 ZCD 电压高于 5.5V 时，
芯片触发过压保护功能，关断功率 MOSFET。Vcc 电压会降到 UVLO 关断电压以下，系
统再次启动，直到输出过压状态被解除，系统才开始正常工作。输出电压过压保护点通
过以下公式来设定：
×
VOUT _ OVP = 5.5V
(R ZCD1 +RZCD 2)
RZCD1
其中：
V OUT_OVP 为输出电压过压保护点。
2.2.8 过温保护
为了避免温度过高而损坏器件，KX6581内置过温保护功能。当温度高于 160℃，过
温保护模块将关断芯片并锁定，直到 Vcc 降到欠压保护关断电压，系统重启。系统会不
断检测芯片温度，当温度降到 130℃以下，系统重启后才能正常工作。
2. 3 引脚排列图
CS
GND
VCC
GATE
KX6581
ZCD
CS
DRAIN
DRAIN
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2. 4 引脚说明与结构原理图
引脚
符
号
功
能
属性
1
GND
地。
P
2
ZCD
零电流检测
I
3
V CC
电源。
P
4
GATE
内部高压功率管的栅极
I
5,6
DRAIN
内部高压功率管的漏极
O
7,8
CS
原边电感电流采样端。
I
结 构 原 理 图
3 电特性
3. 1 极限参数（超过极限参数，芯片可能被损坏）
除非特别说明，T amb = 25℃
参 数 名 称
电源电压
内置高压功率管漏端
内置高压功率管漏端最大
工作电流
.
符 号
额 定 值
单 位
V CC
-0.3~30
V
V DRAIN
-0.3~500
V
I DRAIN
0.5~4
A
-0.3~7
V
低压模拟端口（CS，ZCD）
功耗
P DMAX
0.45
W
热阻
θ JA
145
℃/W
工作结温
TJ
150
℃
储存温度
T STG
-65~150
℃
3.5
kV
ESD（HBM 模型）
4
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3. 2 电特性
除非特别说明，T amb = 25℃
符 号
规 范 值
参 数 名 称
测 试 条 件
V CC _ CLAMP
V CC 钳位电压
Icc=5mA
12.3
V
UVLO_ ON
UVLO 开启电压
V CC 上升
8.7
V
UVLO _OFF
UVLO 关断电压
V CC 下降
7.4
V
UVLO _HYS
UVLO 迟滞电压
1.3
V
I CC_OFF
V CC 关断电流
IQ
V CC 静态电流
I CC
工作电流
最小
典型
最大
单位
输入电源部分
V CC 上升
70
μA
0.25
0.5
mA
0.5
1
mA
500
508
mV
V CC =10V
V CC =10V
无开关动作
开关频率 70kHz
误差放大器
V REF
电压反馈
输入阈值电压
V CC =10V
492
G EA
误差放大器跨导
80
µA/V
V EA
误差放大器电压增益
400
V/V
零电流检测
V ZCDL
ZCD 下降阈值
ZCD 下降
0.3
V
V ZCDH
ZCD 上升阈值
ZCD 上升
0.8
V
V ZCD_OVP
ZCD 过压保护阈值
5.5
V
T OFF_MIN
最小关断时间
4.5
μs
500
ns
电流采样
T LEB
T DELAY
电流采样前沿
消隐时间
关断延迟
120
250
ns
重启计时器周期
150
300
μs
重启计时器
T START
驱动部分
V (BR)dss
内置 MOSFET
V GS =0V，
源漏电压
I D =250uA
500
V
过温保护
T SD
过温关断温度
160
℃
T SD_HYS
过温关断延迟
30
℃
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4 封装尺寸与外形图（单位：mm）
4. 1 KX6581AEO/BEO/EO/DEO
6
Symbol
Min.
Max.
Symbol
Min.
Max.
A
1.350
1.750
E
3.800
4.000
A1
0.100
0.250
E1
5.800
6.200
A2
1.350
1.550
e
b
0.330
0.510
L
0.400
1.270
c
0.170
0.250
θ
0°
8°
D
4.700
5.100
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1.270 (BSC)
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4. 2 KX6581EP/FEP
Symbol
Min.
Nom.
Max.
Symbol
Min.
Nom.
Max.
A
3.60
3.80
4.00
c1
0.23
0.25
0.27
A1
0.51
-
-
D
9.05
9.25
9.45
A2
3.00
3.30
3.40
E1
6.15
6.35
6.55
A3
1.55
1.60
1.65
e
2.54BSC
b
0.44
-
0.53
eA
7.62BSC
b1
0.43
0.46
0.48
eB
7.62
-
9.30
eC
0
-
0.84
L
3.00
-
-
B1
c
1.52BSC
0.24
-
0.32
*本资料适用范围：KX6581AEO/BEO/EO/DEO/EP/FEP
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