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WS344X Product Description
WS344X 非隔离降压型 LED 恒流控制器
概述
WS3420
非隔离降压型
LED 恒流控制器
WS344X 是一款高精度的
LED 恒流控制芯片,应用于非隔
特点
■ 临界模式工作,无需电感补偿
离的降压型 LED 电源系统,适合全范围的交流电压输入或者
■ 内置 500V 功率 MOSFET
12V~500V 的直流电压输入。
■ 源极驱动,无需辅助绕组供电
WS344X 内部集成 500V 功率 MOSFET,只需要很少的外围元
■ 高达±3%的 LED 电流精度
件,即可实现优异的恒流特性。
■ 高达 93%以上的系统效率
WS344X 芯片内带有高精度的电流取样电路,同时采用了先进
■ LED 短路保护
的恒流控制技术,实现高精度的 LED 恒流输出和优异的线性调
■ CS 采样电阻短路保护
整率。芯片工作在电感电流临界模式,系统输出电流不随电感
■ 智能温度控制技术,避免高温灯闪
量和 LED 工作电压的变化而变化,实现优异的负载调整率。
■ 芯片过温保护
WS344X 采用先进的源极驱动技术,芯片工作电流只有 200uA,
■ 外部可调输出开路/过压保护
无需辅助绕组供电,简化设计,降低系统成本。
■ 掉电不会回闪
WS344X 内部采用了独特的智能温度控制,可以轻易解决高温
时灯闪的问题。
应用领域
WS344X 具有多重保护功能,包括 LED 开路/短路保护、电流采
样电阻短路保护和芯片过温保护。
■ T5灯管
WS3441(A)提供 8-Pin 的 SOP-8 封装。
■ T8 灯管
WS3442 提供 8-Pin 的 DIP-8/SOP-8 封装。
■ 球泡灯
WS3443 提供 8-Pin 的 DIP-8 封装。
■ 其它 LED 灯管
典型应用图
AC
1 GND
CS 8
2 ROVP
CS 7
3 NC
DRAIN 6
4 VCC
DRAIN 5
W/T-DS053-Rev.A0 Sep.2014
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[email protected] Microelectronics Co., Ltd., All right reserved.
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0314
WS344X Product Description
备注:Rovp 电阻预留并联一个 20pF 左右的电容有助于增强抗干扰能力;建议 VCC 对地预留一个放电电阻位置。
引脚定义与器件标识
WS344X 提供 8Pin 的 SOP-8(WS3441/WS3441A/WS3442) 和 DIP-8 (WS3442/3) 封装 ,如下图所示:
ROVP
2
NC
3
VCC
4
GND
1
ROVP 2
NC
3
VCC
4
8
WS3 44XD8P
AX B YM
1
WS344XS8P
AX B YM
GND
8
7
6
5
CS
WS344XS8P : Product code(WS3441/WS3441A/WS3442)
CS
X:内部代码
A: 产品编码
B:地域代码
DRAIN
YM:年代码,月代码
DRAIN
CS
WS344XD8P : Product code (WS3442/3)
CS
7
A: 产品编码
6
DRAIN
5
DRAIN
X:内部代码
B:地域代码
YM:年代码,月代码
引脚功能说明
引脚名
引脚号
GND
1
芯片地
ROVP
2
输出开路保护电压调节端,接电阻到地
NC
3
悬空脚,必须接地,参考下文中 PCB 设计指导
VCC
4
芯片电源端
DRAIN
5,6
内部高压 MOSFET 的漏极
CS
7,8
电流采样端,接电流检测电阻到地。
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功能说明
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电路内部结构框图
VCC
DRAIN
4
5,6
Soft-Driver
GND 1
Inter
supply
UVLO
Z e ro -Cu rre n t
De te ct
Logic
&
driver
400mV
OCP
L in e
co mp e n sa tio n
3 NC
LED Short
CS Short
ROVP 2
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PROT ECT ION
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订购信息
封装形式
芯片表面标识
采购器件名称
8-Pin SOP-8,
Pb-free
WS3441S8P
WS3441S8P
8-Pin SOP-8,
Pb-free
WS3441AS8P
WS3441AS8P
8-Pin DIP-8,
Pb-free
WS3442D8P
WS3442D8P
8-Pin SOP-8,
Pb-free
WS3442S8P
WS3442S8P
8-Pin DIP-8,
Pb-free
WS3443D8P
WS3443D8P
推荐工作条件
符号(symbol)
Pout(WS3441A)
Pout(WS3441)
Pout(WS3442)
Pout(WS3443)
参数(parameter)
值(value)
单位(unit)
输出功率(单电压 176-264VAC)
< 12
W
输出功率(全电压 85-264VAC)
<7
W
输出功率(单电压 176-264VAC)
< 15
W
输出功率(全电压 85-264VAC)
<8
W
输出功率(单电压 176-264VAC)
< 28
W
输出功率(全电压 85-264VAC)
< 15
W
输出功率(单电压 176-264VAC)
< 36
W
输出功率(全电压 85-264VAC)
< 18
W
极限参数
符号(symbol)
VDS
参数(parameter)
内部高压 MOSFET 漏极到源极峰值电压
极限值
单位(unit)
-0.3~500
V
2.5
mA
ICC_MAX
最大电源电流
VROVP
LED 开路保护电压调节端
-0.3~7
V
内部高压 MOSFET 的源极电压
-0.3~8
V
CS 电流采样端电压
-0.3~7
V
VSOURCE
VCS
PDMAX
功耗
SOP8
0.6
W
PDMAX
功耗
DIP8
0.9
W
150
℃
-55~150
℃
TJ
TSTG
最大工作结温
最小/最大储藏温度
注意:超过上表中规定的极限参数会导致器件永久损坏。不推荐将该器件工作在以上极限条件,工作在极限条件以上,可能会影响
器件的可靠性。
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电气特性参数(若无特殊说明,TA=25℃,VCC=7V)
符号
参数
测试条件
最小值
典型值
最大值
单位
6.9
7.3
7.9
V
2.5
mA
7.5
V
电源供电部分
Vcc_clamp
VCC 钳位电压
Icc_clamp
VCC 钳位电流
VCC_ST
芯片启动电压
VCC 上升
Vuvlo_HYS
欠压保护迟滞
VCC 下降
1.5
Ist
启动电流
VCC<VCC_ST-0.5V
230
Iop
工作电流
Ivcc=1mA
6.5
6.9
V
270
200
uA
uA
电流采样部分
Vcs_th
电流检测阈值
TLEB
电流采样消隐时间
350
ns
TDELAY
芯片关断延迟
300
ns
390
400
410
mV
内部驱动
TOFF_MIN
最小退磁时间
3
us
TOFF_MAX
最大退磁时间
340
us
TON_MAX
最大开通时间
53
us
高压 MOSFET 参数部分
RDSON
内部开关管导通阻抗 (WS3441)
Vcc=7V/Id=0.5A
12
15
ohm
RDSON
内部开关管导通阻抗(WS3441A)
Vcc=7V/Id=0.5A
13
16
ohm
RDSON
内部开关管导通阻抗 (WS3442)
Vcc=7V/Id=0.5A
5
7
ohm
RDSON
内部开关管导通阻抗 (WS3443)
Vcc=7V/Id=0.5A
2.5
3.5
ohm
VDS_BD
内部开关管最大耐压
Vgs=0V/Id=250uA
Idss
功率管漏电流
Vgs=0V/Vds=500V
500
V
10
uA
ROVP 部分
VROVP
内部基准电压
0.5
V
过温保护
TSD
过热关断温度
160
℃
TSD_HYS
过热保护迟滞
20
℃
T_comp
智能温度补偿起作用
150
℃
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功能描述
WS344X 具有过热调节功能,在驱动电源过热时逐渐减小输
WS344X 是一款专为 LED 照明设计的恒流驱动芯片,应用
出电流,从而控制输出功率和温升,使电源温度保持在设定值,
于非隔离的降压型 LED 电源系统。它内部集成 500V 功率
以提高系统的可靠性。芯片内部设定过热调节温度点为
MOSFET,并且采用先进的恒流控制方法和源极驱动技术,
150℃。
只需要很少的外围元件就可以达到优异的恒流特性,系统成本
低,效率高。
储能电感
WS344X 工作在电感电流临界模式,当芯片输出脉冲时,外
启动
部功率 MOSFET 导通,流过储能电感的电流从零开始上升,
系统上电后,线电压通过启动电阻对 VCC 电容充电,当 VCC
功率管的导通时间为:
电压达到芯片开启阈值时,芯片开始工作。WS344X 内部将
ton 
VCC 电压被箝位到 7.3V。
L  I PK
VIN  VLED
其中,L 是电感的感量;IPK 是流过电感的电流峰值;VIN 是
恒流控制,输出 LED 电流设置
WS344X 采用专利的恒流控制方法,只需要很少的外围元件,
即可实现高精度的恒流输出。芯片逐周期检测电感的峰值电
流,CS 端连接到内部峰值电流比较器的输入端,与内部
400mV 阈值电压进行比较,当 CS 电压达到内部检测阈值
输入交流经整流后的直流电压;VLED 是输出 LED 上的电压。
当芯片输出脉冲关断时,外部功率 MOSFET 也被关断,流
过储能电感的电流从峰值开始往下降,当电感电流下降到零
时,芯片再次输出脉冲。功率管的关断时间为:
toff 
时,功率管关断。CS 比较器的输出还包括一个 350ns 的前
沿消隐时间。
电感峰值电流的计算公式:
I PK 
L  I PK
VLED
储能电感的计算公式为:
400
(mA)
RCS
L
其中,RCS 为电流检测电阻阻值。
其中 f 为系统工作频率。WS344X 的系统工作频率和输入电
LED 输出电流计算公式:
I LED 
VLED  (VIN  VLED )
f  I PK  VIN
压成正比关系,设置 WS344X 系统工作频率时,选择在输入
I PK
2
电压最低时设置系统的最低工作频率,而当输入电压最高时,
系统的工作频率也最高。
其中, IPK 是电感的峰值电流。
WS344X 设置了系统的最小退磁时间和最大退磁时间,分别
线电压补偿
为 3us 和 340us。由 tOFF 的计算公式可知,如果电感量很
WS344X 内置线电压补偿功能,使得 LED 电流在全电压范围
小时,tOFF 很可能会小于芯片的最小退磁时间,这时系统就
内都能保持一致,具有非常小的线性调整率,确保高的恒流精
会进入电感电流断续模式,LED 输出电流会背离设计值;而
度。
当电感量很大时,tOFF 又可能会超出芯片的最大退磁时间,
这时系统就会进入电感电流连续模式,输出 LED 电流同样也
源极驱动
会背离设计值。所以选择合适的电感值很重要。
WS344X 采用先进的源极驱动技术,VCC 静态工作电流低至
200uA,无需辅助绕组供电,简化设计,降低系统成本。
过压保护电阻设置
WS344X 的开路保护电压可以通过 ROVP 引脚电阻来设置,
过热自动调节输出电流
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ROVP 引脚电压为 0.5V。
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当 LED 开路时,输出电压逐周期增加,消磁时间变短,可以
内部过热保护电路检测芯片结温度,当结温度超过热保护阈值
根据需要设定开路保护电压,来计算相应的消磁时间:
时,芯片进入过热保护状态,功率 MOSFET 立刻被关断,直
Tovp 
到结温度下降 20℃以后,芯片才会退出过热保护状态,恢复
L  VCS
RCS  VO V P
到正常工作。
其中,Vcs 是 CS 的逐周期关断阈值(0.4V);Vovp 是所设定的
PCB 设计
过压保护点;然后根据 Tovp 来计算 ROVP 的电阻阻值,计算
在设计 WS344X PCB 时,需要遵循以下指南:
公式如下:
旁路电容:
VCC 的旁路电容需要紧靠芯片 VCC 和 GND 引脚。
地线 :电流采样电阻的功率地线尽可能短,且要和芯片的地
Rovp  3.3 * Tovp *10 6
(KΩ)
线及其它小信号的地线分头接到 Bulk 电容的地端。
正常应用时,Tovp 的设置不能低于 4us,即 Rovp 电阻不要低
功率环路 :功率环路的面积要尽量小,以减小 EMI 辐射。芯
于 14K,Rovp 电阻推荐范围为 15K-30K;建议开路保护电压
片远离续流二极管等发热元件。
设置为最大带载电压的 1.5 倍。
IC 参考地连同 IC 供电电容、ROVP 电阻和并联 ROVP 抗干
扰电容及 VCC 放电电阻的地单独引接到输入大电容的地端,
保护控制
以减少其它信号的干扰
WS344X 内置多种保护功能,包括输出 LED 开路/短路保护,
Pin3 引脚为空脚,无电器性能,可将其连接 PIN 1 脚来形成
电流检测电阻短路保护和芯片过温保护。
地线屏蔽加强抗干扰能力,但屏蔽不能形成闭环;以防止涡流
芯片工作时自动检测负载状态,如果输出 LED 开路/短路、电
信号影响
流检测电阻短路或者电感饱和,芯片立刻进入短路保护状态,
功率 MOSFET 被关断。同时,芯片不断检测负载状态,直
为增加 IC 内部散热的效果可以相对加大 IC drain 引脚的铺铜
面积;另外建议远离低压 CS/VCC 及 ROVP 管脚。如距离不
够可开槽增加爬电距离。
到故障解除,当外部短路故障解除后,芯片自动恢复到正常工
作。
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封装信息
SOP8封装外观图
B2
A1
A2
C4
A3
0.5* 0.125± 0. 05
球形标记
D
D1
B
B1
A
R2
θ4
θ2
C
C1
C2
R1
θ1
C3
θ3
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Dimensions in Millimeters
Symbol
Dimensions in Inches
Min
Max
Min
Max
A
4.70
5.10
0.185
0.201
B
3.70
4.10
0.146
0.161
C
1.30
1.50
0.051
0.059
A1
0.35
0.48
0.014
0.019
A2
1.27TYP
0.05TYP
A3
0.345TYP
0.014TYP
B1
5.80
6.20
B2
0.228
5.00TYP
0.244
0.197TYP
C1
0.55
0.70
0.022
0.028
C2
0.55
0.70
0.022
0.028
C3
0.05
0.225
0.002
0.009
C4
0.203TYP
0.008TYP
D
1.05TYP
0.041TYP
D1
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0.80
WINSEMI
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DIP8封装外观图
D2
θ1
C1
C
C4
θ2
C2
C3
θ3
A2
A5
A1
D1
A3
D
A4
B
A
Winsemi
Dimensions in Millimeters
Symbol
Min
Max
Min
Max
A
9.00
9.50
0.354
0.374
B
6.10
6.60
0.240
0.260
C
3.0
3.4
0.118
0.134
A1
1.474
1.574
0.058
0.062
A2
0.41
0.53
0.016
0.021
A3
2.44
2.64
0.096
0.104
A4
0.51TYP
0.02TYP
A5
0.99TYP
0.04TYP
C1
6.6
7.30
C2
0.260
0.287
0.50TYP
0.02TYP
C3
3.00
3.40
0.118
0.134
C4
1.47
1.65
0.058
0.065
D
7.62
9.3
0.300
0.366
D1
0.24
0.32
0.009
0.013
D2
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Dimensions in Inches
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注意事项
1.购买时请认清公司商标,如有疑问请与公司本部联系。
2.在电路设计时请不要超过器件的绝对最大额定值,否则会影响整机的可靠性。
3.本说明书如有版本变更不另外告知。
联系方式
深圳市稳先微电子有限公司
公司地址:深圳市福田区车公庙天安数码城创新科技广场二期东座1002
邮编: 518040
总机:+86-755-8250 6288
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网址:www.winsemi.com
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