概述 特点 BP8101 是一款升压型 LED 的恒流驱动芯片，输入 电压范围可以从 4.5V 到 24V， 在 5V 输入的条件下， 最多可以驱动 30 颗 LED（3 串 10 并），在 12V 输 入条件下可以驱动超过 70 颗 LED。BP8101 采用电 流控制的方法来驱动 LED，通过一个采样电阻来设 定 LED 电流，采样电压低至 200mV 以减小系统损 耗、提高系统效率。芯片通过 OV 引脚检测并控制 输出电压，保护整个系统在开路情况下安全。 BP8101 内置欠压保护、限流保护和过温保护等功 能，保证芯片和系统在过载条件不被损坏。BP8101 采用很小的 SOT23-6 的封装。 4.5~24V 的输入电压范围 5V 输入可以驱动 30 颗 LED 高达 90%的系统效率 小于 1uA 的关断电流 200mV 的反馈采样电压 1 A 的限流保护 软启动 输入欠压保护 输出过压保护 芯片内部过温保护 PWM 调光和模拟调光 应用 便携式 DVD 液晶屏 LED 背光 数码相框液晶屏 LED 背光 上网本液晶屏 LED 背光 GPS 液晶屏 LED 背光 其它液晶屏 LED 背光 典型应用 图 1 典型应用图 上海晶丰明源半导体有限公司 BP8101_DS_V1.0 Feb 2010 www.bpsemi.com Page 1 封装 管脚描述 管脚号 管脚名称 1 SW 2 GND 3 FB 反馈输入端。通过控制 FB 到 GND 两端采样电阻上的电压（200mV）来 控制 LED 电流 4 EN 开关使能和 PWM 调光端。置高打开控制芯片，置低超过一段时间（3mS） 关断控制芯片，悬空置低。大于 20kHz 的脉冲进行 PWM 调光 5 OV 过压检测和控制输出电压，LED 开路时保护芯片和系统 6 VIN 芯片输入电源端 描述 内部功率开关管的漏端 信号和功率地 定购信息 定购型号 封装 应用温度范围 包装运输 打印 BP8101 SOT23-6 -40 oC~85 oC Tape and Reel B8101 上海晶丰明源半导体有限公司 BP8101_DS_V1.0 Feb 2010 www.bpsemi.com Page 2 极限参数(注 1) 符号 参数 参数范围 单位 SW 内部功率开关的漏端 -0.3~36 V FB 反馈输入端 -0.3~6 V EN 开关使能和 PWM 调光端 -0.3~6 V OV 过压检测和控制端 -0.3~36 V VIN 电源电压端 -0.3~25 V PTR 热阻, SOT23-6（θJA） TJ 工作结温范围 -40 to 150 o TSTG 储存温度范围 -55 to 150 o 330 2 ESD (注 3) o C /W C C kV 注 1：最大极限值是指超出该工作范围，芯片有可能损坏。推荐工作范围是指在该范围内，器件功能正常，但并不完全 保证满足个别性能指标。电气参数定义了器件在工作范围内并且在保证特定性能指标的测试条件下的直流和交流电参数 规范。对于未给定上下限值的参数，该规范不予保证其精度，但其典型值合理反映了器件性能。 注 2：温度升高最大功耗一定会减小，这也是由 TJMAX, θJA,和环境温度 TA 所决定的。最大允许功耗为 PDMAX = (TJMAX TA)/ θJA 或是极限范围给出的数字中比较低的那个值。 注 3：人体模型，100pF 电容通过 1.5kΩ 电阻放电。 上海晶丰明源半导体有限公司 BP8101_DS_V1.0 Feb 2010 www.bpsemi.com Page 3 电气参数(注 4, 5) 符号 o （无特别说明 VIN=5V, TA=25 C） 参数 测试条件 最小值 典型值 单位 24 V VIN 输入电压 VUVLO 欠压锁定 VIN 下降 3.9 V 迟滞 VIN 上升 200 mV VUVLO, HYS 4.5 最大值 反馈 VFB FB引脚电压 IBIAS FB引脚偏置电流 190 200 210 mV 0.05 1 µA 1 µA 工作电流 IOFF 关断电流 VSW-ON =0V 0.1 ISTBY 静态电流 VFB=0.5V 100 µA IOP 工作电流 1 mA FSW 开关频率 DMAX 最大占空比 VFB=0V 0.6 0.8 85 95 1 MHz % 芯片使能 VEN_H 芯片使能最大EN电压 VEN_L 芯片关断最大EN电压 2 V 0.4 V EN下拉电阻 300 KΩ RON 功率开关导通阻抗 0.8 Ω ILIMIT 开关开启最大电流 1 A ILEAK 开关漏电流 0.01 µA 28 V 6 V VIN Power On 300 us TSD 150 ℃ TSD-hys 30 ℃ REN 输出开关 Vin=5V 开路保护 VOV 开路芯片关断 Threshold VOV_HYS 开路芯片关断 Hysteresis 25 软启动 tSST 软启动时间 过温保护 TSD 过温芯片关断 Threshold TSD-hys 过温芯片关断 Hysteresis 注 4：典型参数值为 25˚C 下测得的参数标准。 注 5：规格书的最小、最大规范范围由测试保证，典型值由设计、测试或统计分析保证。 上海晶丰明源半导体有限公司 BP8101_DS_V1.0 Feb 2010 www.bpsemi.com Page 4 简化模块图 工作原理描述 BP8101 采用固定频率与峰值电流控制模式的升 压结构以调制 LED 工作电流。在每一个振荡周期 的初始时刻，控制电路使功率管打开。为了避免 在占空比大于 50%时发生次谐波振荡。系统加上 了一个固定的斜坡信号并与采样回来的 Vcs 电 压相加后的结果送到 PWM 比较器的负输入端。误 差放大器的输出电压是 FB 电压与参考电压 200 上海晶丰明源半导体有限公司 BP8101_DS_V1.0 Feb 2010 mV 差值的放大结果。这样就可以通过调制电感 峰值电流的方式调制输出。如果反馈电压降低， 误差放大器的输出升高，这将导致外部的电感储 存更多的能量，因此也增加了输出到外部的功 率，这样就使得整个系统工作于一个动态平衡的 状态下。 www.bpsemi.com Page 5 应用信息 通过外部反馈电阻 RFB 设定 LED 平均电流 LED 的平均电流是由 FB 和 GND 两端的电阻 RFB 决 定： IOUT =200mV/RFB 为保证 LED 电流的精度，建议使用 1%精度的电 阻。 选取电感 BP8101 所采用的电感推荐使用 10uH~22uH。电感 的饱和电流必须要比输入峰值电流高 30%。 ℃，IC 即会进入TSD 保护状态并停止电流输 出，而当温度低于120℃ 时，IC会重新恢复至正 常工作状态。 调光控制 1.模拟调光 模拟调光方法如下图所示：加直流电压调制 LED 电流，以达到控制 LED 亮度的目的。当直流电压 增加，使得 R2 上的压降增加，R1 上的压降减小， 如此 LED 的电流减小。 反之当直流电压减小， 则 LED 电流增大。 选择输入电容 输入电容作为 IC 的旁路电容滤掉电源噪声，推 荐采用 X7R 系列的 2.2uF 瓷片电容。 选择输出电容 输出电容主要影响两个方面:最重要的是影响系 统的稳定性，其次是影响输出电压纹波。推荐采 用 X7R 系列 2.2uF 瓷片电容。 选择续流管 为了保证最大的效率以及性能，续流管应选低正 向压降的肖特基二极管。 开路保护 在负载开路或者输出电压过高时，芯片会进入过 压保护从而使芯片停止工作。当负载开路时会导 致RFB上的反馈电压一直为零，BP8101则会工作在 最大占空比状态，同时由于电感没有退磁通路， 输出电压会越泵越高。BP8101使用一个OV脚对输 出电压进行检测，当输出电压高于28V几个周期， BP8101将自动进入过压保护状态，内部功率管将 关断一段时间（OV端有6V迟滞），然后再重新进 入开关动作，如此循环。直到故障解除，系统进 入正常工作状态。 IC过热保护 BP8101内部设置了过温保护功能（TSD），以保 证系统稳定可靠的工作。当IC 内部温度超出150 上海晶丰明源半导体有限公司 BP8101_DS_V1.0 Feb 2010 2.PWM调光 在PWM信号加到EN引脚上时，BP8101的EN脚 使能电压随着PWM信号的占空比变化。在高电 平时流过LED的电流为最大，相反则为零。其平 均电流则与PWM信号的占空比成正比。0占空比 的信号使BP8101彻底关断，输出电流为零；满 占空比的信号使输出最大电流。 PCB布板注意事项 在布板的时候为使电路更可靠稳定的工作，需注 意以下几点：增加地线的铺铜面积，以便减小信 号线之间的耦合和吸收一些高频的噪声信号，其 次反馈电阻R1连接的地线应尽可能的直接连接 到芯片的地引脚，不建议与其他地线共用，确保 FB端有一个低噪声的连接。为其避免电磁干扰， 高频信号环路的走线应特别注意，SW端电压信 号的上升沿和下降沿都极其陡峭，应尽量减小连 接到SW端信号线的长度。 www.bpsemi.com Page 6 典型工作特性曲线（测试采用电感值为 10uH，TA=25℃） 1）3 串 10 并 LED 灯系统输出电流与输入电压关系 2) 3 串 10 并 LED 灯系统效率与输入电压关系 3）7 串 3 并 LED 灯系统输出电流与输入电压关系 （输入电压 4V～6V） 4) 7 串 3 并 LED 灯系统效率与输入电压关系 （输入电压 4V～6V） 5）7 串 3 并 LED 灯系统输出电流与输入电压关系 （输入电压 5V～15V） 6) 7 串 3 并 LED 灯系统效率与输入电压关系 （输入电压 5V～15V） 上海晶丰明源半导体有限公司 BP8101_DS_V1.0 Feb 2010 www.bpsemi.com Page 7 7) 3串10并LED 灯系统输出电流变化率与输入 电压关系 8）7串3并LED 灯系统输出电流变化率与输入 电压关系（输入电压4～15V） 9) VRFB与环境温度的关系 上海晶丰明源半导体有限公司 BP8101_DS_V1.0 Feb 2010 10) PWM 调光曲线（7S3P,Iout=60mA） www.bpsemi.com Page 8 典型应用电路 上海晶丰明源半导体有限公司 BP8101_DS_V1.0 Feb 2010 www.bpsemi.com Page 9 封装 上海晶丰明源半导体有限公司 BP8101_DS_V1.0 Feb 2010 www.bpsemi.com Page 10