BL8331 V1.1 cn

BL8331
非隔离降压型 LED 恒流驱动芯片
GENERATION DESCRIPTION
BL8331 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
BL8331 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
FEATURES
·
·
·
·
·
·
·
·
内部集成 500V 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
封装: SOP8
BL8331 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
BL8331 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
·
·
·
·
·
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
APPLICATIONS



LED 蜡烛灯
LED 球泡灯
其它 LED 照明
TYPICAL APPLICATION CIRCUIT
Page 1
BL8331 Datasheet V1.1
BL8331
非隔离降压型 LED 恒流驱动芯片
PIN ASSIGNMENT
PIN DESCRIPTION
PIN NO
SYMBOL
DESCRIPTION
1
GND
电源地
2
RADJ
设置开路保护电压,外接电阻
3
NC
空脚
4
VDD
工作电源
5,6
DRN
内部 MOSFET 的漏端
7,8
ISEN
电流采样,外接电阻到地
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS
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
450
mW
结热阻
θJA
145
℃/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
Page 2
BL8331 Datasheet V1.1
BL8331
非隔离降压型 LED 恒流驱动芯片
ELECTRICAL CHARACTERISTICS
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
16
Ω
内部 MOS 漏电流
IDSS
VGS=0V/ VDS=500V
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
RECOMMEND RATINGS
项目
符号
参数范围
单位
输入电压 220V±20%
ILED 1
[email protected]=80V
mA
输入电压 220V±20%
ILED 2
[email protected]=36V
mA
最小负载电压
VMIN
>15
V
功能说明
BL8331 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
BL8331 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。BL8331 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
Page 3
BL8331 Datasheet V1.1
BL8331
非隔离降压型 LED 恒流驱动芯片
BL8331 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 R ISEN
其中:ILED 是 LED 的驱动电流,RISEN 是采样电阻
电感设计计算
BL8331 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 
R ISEN
V IN  V LED
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 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
;
V LED
由上可知,电感可计算为: L 
V LED  (V IN  V LED )
;
V IN  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 BL8331 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 
V ISEN  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
Page 4
BL8331 Datasheet V1.1
BL8331
非隔离降压型 LED 恒流驱动芯片
保护功能
BL8331 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
BL8331 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,BL8331 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
Page 5
BL8331 Datasheet V1.1
BL8331
非隔离降压型 LED 恒流驱动芯片
PACKAGE OUTLINE
SOP8
c
D
L
1
E E
θ
e
b
2
A
SYMBOL
A
A1
A2
b
c
D
E
E1
e
L
θ
Page 6
1
A
A
DIMENSIONS IN MILLIMETERS
MIN
MAX
1.350
1.750
0.100
0.250
1.350
1.550
0.330
0.510
0.170
0.250
4.700
5.100
3.800
4.000
5.800
6.200
1.270(BSC)
0.400
1.270
0°
8°
DIMENSIONS IN INCH
MIN
MAX
0.053
0.069
0.004
0.010
0.053
0.061
0.013
0.020
0.006
0.010
0.185
0.200
0.150
0.157
0.228
0.244
0.050(BSC)
0.016
0.050
0°
8°
BL8331 Datasheet V1.1