CMOS High Sensitivity Micropower Hall Switch CE1001 Series LESHAN RADIO COMPANY, LTD. 非隔离降压恒流 LED 驱动器 LR5833 概述 LR5833 是一款高精度的非隔离降压型 LED 控制器，适用于 85V～265V 全电压范围的小 功率非隔离降压型 LED 照明应用 LR5833 内置了高精度的采样、补偿电路，使得电路能够达到±3%以内的恒流精度，并 且能够实现输出电流对电感与输出电压的自适应，从而取得优异的线型调整率和负载调整率 LR5833 内部集成了 500V 功率 MOSFET，无需次级反馈电路，也无需补偿电路，加之精准 稳定的自适应技术，使得系统外围结构十分简单，可在外围器件数量少，参数范围宽松的条 件下实现高精度恒流控制，极大地节约了系统成本和体积，并且能够确保在批量生产时 LED 灯具参数的一致性 LR5833 具有丰富的保护功能：输出开短路保护、采样电阻开短路保护、欠压保护、输 出过压保护、过温自适应调节等 特性 · · · · · · · · · · · · 内部集成 500V/2A MOS 功率管 ±3%以内的系统恒流精度 芯片超低工作电流 无需辅助供电电路 电感电流临界连续模式 宽输入电压 输出短路保护 采样电阻开短路保护 输出过压保护 欠压保护 过温自适应调节功能 简洁的系统拓补，外围器件极少 1/7 CE1001 Series CMOS High Sensitivity Micropower Hall Switch LESHAN RADIO COMPANY, LTD. 功能框图 Figure1：功能框图 DRN POR UVLP VDD Bias & VREF OCP OTR System Control Unit GND Sample & OVP LEB Detect ISEN RADJ 引脚图 2/7 CE1001 Series CMOS High Sensitivity Micropower Hall Switch LESHAN RADIO COMPANY, LTD. 引脚说明 Table 1：引脚说明 引脚号 符号 1 GND 电源地 2 RADJ 设置开路保护电压，外接电阻 3 NC VDD 空脚 工作电源 DRN DRN 内部 MOSFET 的漏端 内部 MOSFET 的漏端 ISEN ISEN 电流采样，外接电阻到地 电流采样，外接电阻到地 4 5 6 7 8 功能 功能说明 LR5833 是一款专用于 LED 照明的恒流驱动芯片，芯片内部集成 500V 高压 MOSFET，工作 在 CRM 模式，适合全电压范围工作，具有良好的线性调整率、负载调整率以及优异的恒流 特性，只需很少的外围元器件就能实现，低成本高效率的 LED 恒流控制器 启动 LR5833 启动电流很低，当系统上电后，启动电阻对 VDD 电容进行充电，当 VDD 达到开 启阈值时，电路即开始工作。HA5833 正常工作时，内部电路的工作电流可以低至 135μA 以下，并且内部具有独特的供电机制，因此无需辅助绕组供电 采样电阻与恒流控制 LR5833 是工作在 CRM 模式中，其内部具有一个 400mV 的基准电压，这个基准电压与 系统中电感原边峰值电流进行比较计算，通过采样电阻的调节来实现 LED 驱动电流的大小： I LED = 400 mA ； 2 RISEN 其中：ILED 是 LED 的驱动电流，RISEN 是采样电阻 电感设计计算 LR5833 工作在 CRM 模式，当电路上电后输出控制脉冲，内部 MOSFET 将不断工作在 导通/关闭状态，内部 MOS 管打开时，电感也将导通，开始蓄能，直到达到电流峰值时内部 MOS 管关闭，此间的电感的导通时间为： IP = L× IP 400 ； mA ； TON = VIN − VLED RISEN 其中：IP 为电感电流峰值；L 为电感值；VIN 为交流输入整流后的直流值；VLED 为 LED 3/7 CE1001 Series CMOS High Sensitivity Micropower Hall Switch LESHAN RADIO COMPANY, LTD. 负载的正向压降 当内部 MOS 管关闭后，电感电流将从峰值逐渐降低，直到降低为 0 时，内部 MOS 管 将再次开启，此间的电感关闭时间为： TOFF = L× IP ； VLED 由上可知，电感可计算为： L = VLED × (VIN − VLED ) ； VIN × I P × F 其中 F 为系统工作频率，在设计系统时，首先确定 ILED，ILED 确定后 RISEN、IP 等也就相 应确定了，此时由上式可知，系统频率与输入电压成正比、与选择之电感 L 成反比：当输 入电压最低（或）电感取值较大时，系统频率较低，当输入电压最高（或）电感取值较小时， 系统频率较高，因此，在系统输入电压范围确定时，电感的取值直接影响到系统频率的范围 以及恒流特性。考虑到系统频率不可过低（例如进入音频范围），也不宜过高（导致功率管 损耗过大以及 EMI 影响） ，同时 LR5833 设定了最小/大退磁时间以及最小/大励磁时间，因 此在设计时，建议系统频率设定在 50KHZ～120KHz 之间 开路过压保护电阻设置 在系统中，当LED开路时，由于无负载连接，输出电压会逐渐上升，进而导致退磁时间 也会逐渐变短，因此通过RADJ外接电阻来控制相应的退磁时间，就能得到需要的开路保护电 压。根据内部电路计算，可得出RADJ与VOVP的关系公式： R ADJ ≈ VISEN × L × 15 RISEN × VOVP × 10 6 ( Kohm) 其中， VISEN 是 ISEN 关断阈值（400mV） L 是电感量 RISEN 是采样电阻 VOVP 是需要设定的过压保护点 保护功能 LR5833 设定了多种保护功能，如 LED 开短路保护、ISEN 电阻开短路保护、VDD 过压/ 欠压、电路过温自适应调节等 LR5833 在工作时，自动监测着各种工作状态，如果负载开路时，则电路将立刻进入过 压保护状态，关断内部 MOS 管，同时进入间隔检测状态，当故障恢复后，电路也将自动回 复到正常工作状态；若负载短路，系统将工作在 5KHz 左右的低频状态，功耗很低，同时不 断监测系统，若负载恢复正常，则电路也将恢复正常工作；若当 ISEN 电阻短路，或者电感 饱和等其他故障发生，电路内部快速保护机制也将立即停止 MOS 的开关动作，停止运行， 此时，电路工作电源也将下降，当触发 UVLO 电路时，系统将会重启，如此，可以实现保 护功能的触发、重启工作机制 若工作过程中，LR5833 监测到电路结温度超过过温调节阈值（155℃）时，电路将进 入过温调节控制状态，减小输出电流，以控制输出功率和温升，使得系统能够保持一个稳定 4/7 CMOS High Sensitivity Micropower Hall Switch CE1001 Series LESHAN RADIO COMPANY, LTD. 的工作温度范围 PCB 设计注意事项 VDD 的旁路电容十分关键，PCB 板 layout 时需要尽量靠近 VDD 及 GND 引脚 电感的充放电回路要尽量短，母线电容、续流二极管、输出电容等功率环路面积要尽量 小，芯片距离功率器件也尽量远，从而减小 EMI 以及保证电路安全稳定工作 电路地线及其他小信号的地线须与采样电阻地线分开布线，尽量缩短与电容的距离 RADJ 外接电阻需要尽量靠近 RADJ 引脚，并且就近接地 NC 引脚建议连接到芯片地（PIN1），有条件时可用地线将 RADJ 电阻环绕 DRN 引脚（PIN5、PIN6）的敷铜面积尽量大，以提高芯片散热 典型应用图 5/7 CE1001 Series CMOS High Sensitivity Micropower Hall Switch LESHAN RADIO COMPANY, LTD. 极限参数 Table 2：极限参数 项目 符号 参数范围 单位 电源电压 VDD -0.3～20 V 漏极电压 VDRN -0.3～500 V 电流采样端电压 VISEN -0.3～6 V 最大工作电流 IDDMAX 5 mA 开路保护电压调节端 VRADJ -0.3～6 V 功耗 PMAX 900 mW 结热阻 θJA 80 ℃/W 工作结温范围 TJ -40～155 ℃ 存储温度范围 TSTG -55～160 ℃ 2000 V ESD 注：超过极限参数范围，本产品的性能及可靠性将得不到保障，实际使用中不得超过极限参数范围 电气特性 Table 3：电气特性（VDD=15V，TTYP = 25℃） 项目 符号 测试条件 范围 单位 VDD 钳位电压 VDD_CLP 0.8mA 15.8～17.2 V 工作电流 IDD FSYS=65KHz ≦135 μA 启动电压 VST VDD 上升 12.8～14.2 V 启动电流 IST VDD=VST - 1V ≦195 μA 欠压保护阈值 VUVLO VDD 下降 8.1～9.1 V 采样基准电压 VISEN 392～408 mV 短路时电流检测阈值 VISEN_SHT 198 mV 动作消隐时间 TLEB 500 ns 内部 MOS 关断延迟 TDELAY 150 ns DRN 端 MOS 漏源极穿电压 VDSS（BV） VGS=0V/ IDS=250uA 500 V 内部 MOS 内阻 RSW VGS=15V/ IDS=0.5A 6 Ω 内部 MOS 漏电流 IDSS VGS=0V/ VDS=5000V 0.5 uA RADJ 引脚电压 VRADJ 0.55 V 最大导通时间 TON_MAX 45 us 最大退磁时间 TOFF_MAX 255 us 最小退磁时间 TOFF_MIN 5 us 过热温度调节点 TREG 155 ℃ 输出短路 6/7 CMOS High Sensitivity Micropower Hall Switch CE1001 Series LESHAN RADIO COMPANY, LTD. 推荐工作范围 Table 4：推荐工作范围 项目 符号 参数范围 单位 输入电压 220V±20％ ILED 1 330@VOUT=80V mA 输入电压 220V±20％ ILED 2 360@VOUT=36V mA 最小负载电压 VMIN >15 V 封装形式 DIP8 package outline dimensions 7/7