WS3220A Product Description WS3220A 高精度 PSR LED 恒流驱动芯片 特点 概述 ■ 内部集成650V功率管 WS3220A 是一款高精度原边反馈 LED 恒流驱动芯片，芯片工作在 ■ LED电流精度保持在±5%以内 电感电流断续模式，适用于全范围输入电压，功率 5W 以下的反激 ■ 原边反馈技术使系统节省TL431和光耦 ■ 无需变压器辅助绕组检测和供电 式隔离 LED 恒流电源。 ■ 极低的工作电流 WS3220A芯片内部集成650V功率开关，采用原边反馈模式，无需 次级反馈电路，也无需变压器辅助绕组检测和供电，只需要极少的 ■ LED开路/短路保护 外围元件即可实现恒流。 ■ CS电阻短路保护 WS3220A芯片内带有高精度的电流取样电路，使得LED输出电流精 ■ VCC嵌位和低电压关闭功能（UVLO） 度达到±5%以内。芯片采用了特有的恒流控制方式，可以达到优异 ■ 过温保护 的线性调整率。 应用领域 WS3220A提供了多种全面的保护模式，其中包括：逐周期电流限制 保护（OCP），LED开路/短路保护，CS电阻短路保护，VCC欠压 ■ GU10 LED驱动 保护以及嵌位，过温保护等。 ■ LED球泡灯 WS3220A采用SOP8封装。 ■ 其它LED照明 典型应用图 NP NS AC 4 OUT N C 8 3 VCC N C 7 1 CS D r a in 6 2 GND D r a in 5 W/T-S025-Rev.A/1 Apr.2014 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Copyright@Winsemi Microelectronics Co., Ltd., All right reserved. WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS 1113 WS3220A Product Description 引脚定义与器件标识 WS3220A 提供了 8-Pin 的 SOP-8 封装，顶层如下图所示： 1 2 VCC 3 OUT 4 AXB YM GND WS3220AS8P CS 8 NC WS3220AS8P: Product code 7 NC A: 6 D ra in 5 D ra in 产品编码 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 引脚类型 功能说明 CS 1 电流监测 GND 2 地 VCC 3 电源 电源。 OUT 4 源极 内部高压功率管源极。 Drain 5,6 漏极 内部高压功率管漏极。 NC 7,8 悬空 悬空脚。 电流监测反馈输入引脚。用于判断是否达到限流值。 地。 电路内部结构框图 VCC D r a in 基准电压电流 &内 建 电 源 过压保护 过流保护 VCC 过温保护 6 0 0 V功 率 管 OUT To n s 15V 恒 流 控 制&逻 辑 控 制 9 .0 V 1 3 .8 V LEB 0 .5 V 线电压补偿以 及 抖 频 OCP 欠压保护 CS VCC 上电重置 To n s 次边导通时间 OUT 侦 测 GND WIN SEM I M ICROELECTRON ICS www.winsemi.com WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Tel : +86-755-8250 6288 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Fax : +86-755-8250 6299 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS 2/8 WS3220A Product Description 订购信息 封装形式 芯片表面标识 采购器件名称 SOP8, WS3220AS8P WS3220AS8P Pb-free 推荐工作条件 (symbol) 符号(symbol) parameter 参数（parameter parameter） value 值（value value） unit 单位（unit unit） VCC VCC 供电电压 9~15 V TA 操作温度 -20~85 ℃ 极限参数 (symbol) 符号(symbol) parameter 参数（parameter parameter） 极限值 unit 单位（unit unit） Icc_max VCC 引脚最大电源电流 5 mA Drain 内部高压功率管漏极到源极峰值电压 -0.3~650 V CS CS 引脚输入电压 -0.3~7 V OUT OUT 引脚输入电压 -0.3~18 V TJ 工作结温 -40~150 ℃ TSTG 最小/最大储藏温度 -55~150 ℃ 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。 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS www.winsemi.com WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Tel : +86-755-8250 6288 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Fax : +86-755-8250 6299 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS 3/8 WS3220A Product Description 电气特性参数(若无特殊说明，TA=25℃，VCC=14V) Supply Voltage (VDD Pin) symbol parameter Test condition Min Typ Max Unit 电源部分 Vcc 嵌位电压 VCC_CLAMP 1mA - 18.2 - V 芯片启动电压 UVLO_on VCC 上升 12.5 13.8 15.5 V 欠压保护阈值 UVLO_off VCC 下降 8 9 10 V 启动电流 IST VCC=UVLO_on-1V - 60 100 uA 静态工作电流 IOP Fop=50kHz - 150 250 uA 电流采样部分 电流检测阈值 VCS_TH 485 500 515 mV 前沿消隐时间 TLEB - 500 - ns 芯片关断延迟 TDELAY - 100 - ns 最大工作频率 Fmax - 90 - kHz 最小工作频率 Fmin - 5 - kHz Dmax - 42 - % 开关频率 最大占空比 最大占空比 功率管 功率管导通阻抗 Rds_on Vgs=10V/Ids=0.4A - - 17 Ω 功率管的击穿电压 BVdss Vgs=0V/Ids=250uA 650 - - V 功率管漏电流 Idss Vgs=0V/Vds=650V - - 10 uA 过温保护 热关断温度 Tsd - 150 - ℃ 过温保护迟滞 Tsd_hys - 25 - ℃ WIN SEM I M ICROELECTRON ICS www.winsemi.com WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Tel : +86-755-8250 6288 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Fax : +86-755-8250 6299 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS 4/8 WS3220A Product Description 典型特征参数 UVLO（off） vs temperature UVLO（on） VS temperature 13.90 8.92 8.90 13.85 8.88 8.86 13.80 8.84 13.75 8.82 8.80 13.70 8.78 13.65 8.76 -40 -20 0 10 20 40 60 80 100 120 140 150 -40 -20 Vref vs temperature 0 10 20 40 60 80 100 120 140 150 I_startup（uA） vs temperature 0.501 100.00 0.501 90.00 0.501 80.00 70.00 0.501 60.00 0.501 50.00 0.501 40.00 0.501 30.00 0.501 20.00 0.501 10.00 0.501 0.00 -40 -20 -10 0 10 20 40 60 80 90 100 120 130 140 150 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS www.winsemi.com WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Tel : +86-755-8250 6288 WIN SEM I -40 -20 -10 M ICROELECTRON ICS Fax : +86-755-8250 6299 WIN SEM I 0 10 20 M ICROELECTRON ICS 40 60 WIN SEM I 80 100 120 140 150 M ICROELECTRON ICS 5/8 WS3220A Product Description 功能描述 灯具。 WS3220A 是一款专用于 LED 照明的恒流驱动芯片，采用专 工作频率 有的恒流架构和控制方法，芯片内部集成 650V 功率开关， 只需要极少的外围组件就可以达到优异的恒流特性。采用了原 边反馈技术，WS3220A 无需光耦及 TL431 反馈，也无需辅 助绕组供电和检测，系统成本极低。 系统工作在电感电流断续模式，无需环路补偿，最大占空比为 42%。建议设置正常工作时的最大频率为 50KHz~55KHz。 如果设置的过高，会影响最串联 LED 灯数量；如果设置的过 低，会使 LED 源开路电压过高。芯片限制了系统的极限最大 启动电流 工作频率和极限最小工作频率，以保证系统的稳定性。 工作 频率的计算公式为： 系统上电后，母线电压通过启动电阻对 VCC 电容充电，当 VCC 电压达到芯片开启阈值时，芯片内部控制电路开始工作。 f=Np2*Vled/(8*Ns2*Lp*Io) 其中 Lp 是变压器的原边电感量 WS3220A 内置 18V 稳压管，用于钳位 VCC 电压。芯片正常 工作时，需要的 VCC 电流极低，所以无需辅助绕组供电。 OCP LEB 逐周期过流保护（OCP OCP）和前沿消隐（LEB LEB） 恒流控制 WS3220A 内部具有逐周期电流限制（Cycle-by-Cycle Current Limiting）功能。开关电流通过检测电阻输入到 CS 引脚。引 WS3220A 具有高精度的恒流特性。在 DCM 下，芯片逐周 期检测变压器原边的峰值电流，CS 端连接到内部的峰值电流 比较器的输入端，与内部 500mV 阈值电压进行比较，当 CS 电压达到内部检测阈值时，功率管关断。 变压器原边峰值电 脚内部的前沿消隐电路可以消除 MOSFET 开启瞬间由于 snubber 二极管反向恢复造成的感应电压毛刺，因此 CS 输入 端的外接 RC 滤波电路可以省去。限流比较器在消隐期间被禁 止而无法关断内置功率 MOSFET。 流的表达式为： 保护控制 I_pk=0.5/Rcs（A） CS 比较器的输出还包括一个 500ns 前沿消隐时间。 WS3220A 提供了全面的保护特性，系统可以获得最高可靠 LED 输出电流计算方法： 性。其中包括逐周期电流限制保护（OCP），LED 开路/短路 Io=0.5*I_pk*Np/Ns*Tons/T =0.25*I_pk*Np/Ns 保护，CS 电阻短路保护，VCC 欠压保护以及 VCC 嵌位，过 =0.125/Rcs* Np/Ns 温保护等。当输出 LED 开路时，系统会触发过压保护逻辑并 其中，NP 是变压器主级绕组的匝数， 锁死，系统停止开关工作；当 LED 短路时，系统工作在 5Khz NS 是变压器次级绕组的匝数， 低频，所以功耗很低；当有些异常的情况发生时， Rcs 是电流检测电阻阻值。 比如 CS 采样电阻短路或者变压器饱和，芯片内部的快速探测 Rcs 的大小，可以设定输出电流的大小。 电路会触发保护逻辑并锁死，系统马上停止开关工作。系统进 入保护状态后，VCC 电压开始下降；当 VCC 到达欠压保护阈 值时，系统将重启。同时系统不断的检测负载状态，如果故障 功率管 解除，系统会重新开始正常工作。 芯片内部集成 1A/650V 的功率 NMOS 管，简化了芯片外 WS3220A 过温保护电路检测芯片结温度。当结温度超过 围器件，节省了系统成本和体积。 150℃阈值时，芯片进入过热保护状态，功率 MOS 管立刻被 WS3220A 采用了 SOP-8 封装，主要用于 5W 以下的 LED 关断。直到结温度下降 25℃后，系统才会退出过热保护状态， 恢复到正常工作。 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS www.winsemi.com WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Tel : +86-755-8250 6288 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Fax : +86-755-8250 6299 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS 6/8 WS3220A Product Description SOP-8 封装信息 B2 A1 A2 0 . 5 * 0.125± 0. 05 球形标记 D D1 B B1 A C4 A3 R2 C C1 θ4 C2 θ2 R1 θ1 C3 θ3 Winsemi 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 B2 6.20 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 WIN SEM I 0.40 M ICROELECTRON ICS www.winsemi.com WIN SEM I 0.80 M ICROELECTRON ICS Tel : +86-755-8250 6288 WIN SEM I 0.016 M ICROELECTRON ICS Fax : +86-755-8250 6299 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS 0.031 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS 7/8 WS3220A Product Description 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 传真：+86-755-8250 6299 网址：www.winsemi.com WIN SEM I M ICROELECTRON ICS www.winsemi.com WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Tel : +86-755-8250 6288 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Fax : +86-755-8250 6299 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS 8/8