20151202090019 2832

WS3241 Product Description
高精度 PSR LED 恒流驱动芯片
特点
概述

内部集成 650V 功率管

LED 电流精度保持在±5%以内
在电感电流断续模式,适用于全范围输入电压,功率4W以下的反激

原边反馈技术使系统节省次级反馈电路
式隔离LED恒流电源。

无需变压器辅助绕组检测和供电

启动时间小于 100ms, 实现 LED 灯“即开即亮”
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

特有的恒流控制算法
的外围元件即可实现恒流,极大地节约了系统的成本和体积。

内置 AC 线输入电压恒流补偿

极低的工作电流

最大功率 4W

LED 开路/短路保护
流补偿,使得LED输出电流精度达到±5%以内。芯片采用了特有的

管脚浮空保护
恒流控制方式,可以达到优异的线性调整率。

PFM 控制带来优异的 EMI 性能

逐周期电流限制,内置前沿消隐
限制保护(OCP)
,LED开路/短路保护, VDD欠压保护以及嵌位,

VDD 嵌位和低电压关闭功能(UVLO)
智能温控,管脚浮空保护等。

内置智能温控
WS3241是一款高精度原边反馈LED恒流驱动芯片,芯片工作
WS3241芯片内部集成650V功率开关,采用原边反馈模式,无
WS3241内置高压启动技术,在全电压范围内启动时间小于
100ms,实现了LED灯的“即开即亮”功能。
WS3241芯片内带有高精度的电流取样电路以及AC线电压恒
WS3241提供了多种全面的保护模式,其中包括:逐周期电流
WS3241采用TO-92封装形式。
应用领域

LED 照明
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WS3241 Product Description
典型应用图
引脚定义与器件标识
WS3241 提供了 3-Pin 的 TO-92 封装,顶层如下图所示:
WS3241NP:Product Code
A:产品编码
X:内部代码
BCY:内部品质管控代码
YMX:D/C
TO-92 封装引脚功能说明
引脚名
引脚号
引脚类型
Drain
1
漏端
GND
2
地
VDD
3
输入
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功能说明
内部高压功率管漏极。
芯片地。
芯片电源。
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电路内部结构框图
订购信息
封装形式
芯片表面标识
采购器件名称
3-Pin TO-92, Pb-free
WS3241NP
WS3241NP
推荐应用功率
型号
封装形式
WS3241NP
TO-92
输入电压
最大输出功率
单电压(175VAC-264VAC)
4
W
全电压(90VAC-264VAC)
3
W
极限参数
符号(symbol)
参数(parameter)
极限值
单位(unit)
VDD
芯片电源电压
7
V
Ivdd_max
芯片 VDD 钳位电流
10
mA
Drain
内部功率管的漏极
-0.3~650
V
Tj
最高结温
150
℃
Tjo
工作温度范围
-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。
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电气特性参数 条件:TA=25℃,(除非特别注明)
symbol
parameter
Test condition
Min
Typ
VDD_CLAMP
VDD 嵌位电压
10mA
VDD_reg
VDD 供电压
5.8
UVLO_off
VDD 欠压保护
5.3
I_VDD
静态电流
Max
Unit
电源部分
6.3
VDD=6.1V
V
6.1
V
V
150
250
uA
500
510
mV
电流检测部分
Vcs
电流检测阈值
490
TLEB
前沿消隐时间
500
ns
TDELAY
芯片关断延迟
100
ns
D_max
最大占空比
50
%
Toff_max
最大消磁时间
255
us
Toff_min
最小消磁时间
3.6
us
Tdem_OVP
开路检测参考消磁时间
4.5
us
反馈输入部分
恒流模式下消磁时间与开关
Tcc/Tdem
2
周期时间的比值
功率管
Rds_on
功率管导通阻抗
BVdss
功率管的击穿电压
Idss
功率管漏电流
Idrain=50mA
30
Ω
650
V
10
uA
过温保护
TREG
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过热调节温度
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℃
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WS3241 Product Description
功能描述
续流二极管
WS3241 是一款专用于 LED 照明的恒流驱动芯片,采用
MOSFET导通时,二极管将承受的反向电压按式(3)设定:
先进的恒流架构和控制方法,芯片内部集成 650V 功率开关,
VDIODE  VIN 
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,WS3241 无需光耦及 TL431 反馈,也无需辅助
NS
 VO _ MAX
NP
(3)
同时,选用的续流二极管反向耐压应预留一定的余量;通
绕组供电和检测,系统成本极低。
过的电流的平均值等于输出电流。
由于续流二极管的工作频率在20K~120Khz,所以推荐使用
芯片工作电流
Trr小于50nS的ES,ER等系列的超快恢复二极管或者肖特基二
WS3241 的工作电流非常低,典型值为 150uA,低的芯片
极管。
工作电流提高了系统转换效率,同时降低了 VDD 电容的要求。
输入电解电容
VDD 电容的选取
输出电解电容耐压必须考虑输入电压,常用的是400V。
VDD电容是用于给芯片供电,从而确保芯片稳定工作。
通常,输入电解电容的容量设计可以采用如下的经验公式:
布板的时候,要尽可能贴近芯片放置。
90Vac~264Vac: 1W 输出选用1uF输入电解电容
推荐VDD采用1uF或以上容量的电容。如果选用的是叠层
176Vac~264Vac: 1W 输出选用0.5uF输入电解电容
瓷片电容(MLCC),推荐用X7R的材质,从而保证高低温下,
容量的稳定性。另外,由于MLCC体积小,材质脆等特点,容
输出电容
易出现由于外应力损坏或者因为PCB板上杂质的存在而出现
推荐使用电解电容,稳定的容量可以提高电源效率,改善
Vcc漏电,从而导致芯片启动不了的现象。请务必在布板和生
LED纹波电流,提高光效。
产过程中加以严格的控制。
输出电解电容耐压必须考虑设置的Vovp电压。
恒流控制,输出电流设计
变压器感量设计
WS3241 采用专利的恒流控制方法,只需要很少的外围元
为了彻底解决客户遇到的外置OVP设定电阻受到潮湿,污
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
渍等影响,出现闪灯的故障。WS3241将OVP的保护时间固化在
电流,CS 端连接到内部峰值电流比较器的输入端,与内部
IC的内部,可以通过变压器原边的电感量的设计来获取合适的
500mV 阈值电压进行比较,当 CS 电压达到内部检测阈值时,
OVP电压。
功率管关断。
通常,建议开路保护电压 VOVP ,设定为最大带载电压的
变压器初级绕组峰值电流的按式(1)来设定:
I PKP
500

(mA)
RCS
1.3-1.5倍以上。
变压器初级感量按式(4)来设定:
(1)
LP 
其中, RCS :电流检测电阻。
为了保证系统的恒流精度,建议采样电阻 Rcs 选用 1%精
电压; I PKP :变压器初级绕组峰值电流。
输出电流按(3)式设定:
1 NP

 I PKP
4 NS
(2)
PFM 控制改善 EMI 性能
其中, N P :变压器初级绕组匝数; N S :变压器次级组匝数;
I PKP :变压器初级绕组峰值电流。
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(4)
其中, N PS :初次级绕组的匝数比;VOVP :设定的OVP
度的电阻。
IO 
N PS  VOVP  4.5uS
I PKP
WS3241 采用 PFM 控制,可以改善系统 EMI 性能,因为
PFM 属于变频控制,内置有频谱扩展功能。
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内部功率 MOSFET 的软驱动
逐周期过流保护(OCP)和前沿消隐(LEB)
WS3241 内 部 具 有 逐 周 期 电 流 限 制 ( Cycle-by-Cycle
WS3241 内置了一个软驱动级,软驱动方式改善了系统的
Current Limiting ) 功 能 。 内 部 的 前 沿 消 隐 电 路 可 以 消 除
EMI 性能,实现了效率、可靠性和 EMI 的平衡。
MOSFET 开启瞬间电流检测电阻上出现的电流尖峰,前沿消
线电压补偿
隐时间典型值为 500ns,限流比较器在消隐期间被禁止而无法
WS3241 内置线电压补偿功能,使得 LED 电流在全电压范
关断内置功率 MOSFET。
围内都能保持一致,具有非常小的线性调整率,确保高的恒流
精度。
最小关断时间
WS3241 集成了最小关断时间控制,典型值为 3.6us。最
输出短路保护
小关断时间防止了功率开关关断初期的毛刺电压对芯片正常
WS3241 内部集成了输出短路保护,一旦检测到输出短路,
工作的干扰,尤其是当变压器漏感感量较大,并且在输出电压
系统会自动进入打嗝模式, 直到短路保护条件除去。
较低时。
PCB 设计
管脚浮空保护
在设计 WS3241 时,需要遵循以下指南:
在 WS3241 中,管脚浮空现象发生不会导致系统损坏。
VCC 电容:VCC 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
自动重启保护
地线及其它小信号的地线分头接到 Bulk 电容的地端。
WS3241 中,当某个保护被触发后,保护被锁存,同时芯
功率环路的面积:减小功率环路的面积,如输入电容,变
片开关动作终止,并且进入重启延时模式,这时 VDD 在 5.3V
压器主级、功率管的环路面积,以及变压器次级、次级二极管、
和 5.8V 之间振荡,重复 64 周期后进入正常启动模式,启动结
输出电容的环路面积,以减小 EMI 辐射。
束后,芯片开始动作,并确认保护是否解除,如果保护未解除,
DRAIN 脚:增加此引脚的铺铜面积以提高芯片散热。
芯片又进入保护锁存状态,并重复延时重启,直至保护被解除。
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封装信息
TO-92 封装外观图
D
E
Q1
b
L
c
e
1
2
3
A
e
Winsemi
Dimensions in Millimeters
Symbol
Dimensions in Inches
Min
Max
Min
Max
A
3.30
3.90
0.130
0.154
b
0.35
0.55
0.014
0.022
c
0.31
0.51
0.012
0.020
D
4.30
4.90
0.169
0.193
E
4.30
4.90
0.169
0.193
e
1.17
1.37
0.046
0.054
L
12.5
15.5
0.492
0.610
Q1
0.74
0.89
0.029
0.035
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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
传真:+86-755-8250 6299
网址:www.winsemi.com
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