HV9910 分类信息 封装选项 型号 HV9910 SOIC-16 DIP-8 SOIC-8 HV9910NG-G HV9910P-G HV9910LG-G -G表示此封装符合 RoHS 要求 (‘绿色’) 最大的允许额定值 参数 数值 VIN 到 GND -0.5V to +470V CS -0.3V to (VDD + 0.3V) LD, PWM_D 到 GND -0.3V to (VDD - 0.3V) GATE本到 GND -0.3V to (VDD + 0.3V) VDDMAX 13.5V 连续的耗散功率(TA = +25°C) (备注 1) 16-Pin SO ( 7.5mW/°C 在 +25°C以上时) 750mW 8-Pin DIP ( 9mW/°C 在 +25°C以上时) 900mW 8-Pin SO ( 6.3mW/°C 在 +25°C以上时) 630mW 工作环境温度 -40°C to +85°C 工作节温 +125°C 贮存环境温度 -65°C to +150°C 最大允许额定值是指超过这些值可能会损坏器件. 在这些条件式之下是不利于的功能运 作的. 器件连续工作在最大允许额定值下可能影响器件可靠性. 所有的电压是叁考的对 器件接地. 电气性能 (在此推荐的工作条件除非另有注明 代号 参数 最小 VINDC 直流输入电压范围 8.0 IINsd 关机模式供电电流 - VDD 内部线性电源 VDD 最大电压 VDD 对外可提供的电流 VDDmax IDD(ext) 典型 最大 单位 450 V 条件 0.5 1 mA 7.0 7.5 8.0 V VIN = 8 – 450V, IDD(ext) = 0, 引脚 Gate 开路 - - 13.5 V 当用外部电压直接供电给引脚 VDD - - 1.0 mA 直流输入电压 PWM_D引脚到 GND, VIN = 8V 1 VIN = 8 – 100V UVLO VDD 欠压闭锁电压阈值 6.45 6.7 6.95 V VIN 上升 ∆UVLO VDD 欠压闭锁磁滞电压 - 500 - mV VIN 下降 - - 1.0 V VIN = 8 – 450V PWM_D 引脚输入高电压 2.4 - - V VIN = 8 – 450V PWM_D 引脚下拉电阻 50 100 150 kΩ VEN = 5V 225 250 275 mV @TA = -40°C to +85°C VEN(lo) VEN(hi) REN VCS(hi) PWM_D 引脚输入低电压 电流采样的阈值电压 VGATE(hi) 门极高电平,输出电压 VDD-0.3 - VDD V IOUT = 10mA VGATE(lo) 门极低电平, 输出电压 0 - 0.3 V IOUT = -10mA 振荡器频率 20 80 25 100 30 120 kHz kHz - - 100 % fOSC DMAXhf 1 - TA = 25°C) 最大 PWM 占空比 ROSC = 1.00MΩ ROSC = 226kΩ FPWMhf = 25kHz, 在 GATE, CS 对 GND. VLD 线性调光引脚的电压范围 0 - 250 mV @TA = <85°C, VIN = 12V TBLANK 电流采样的消隐间隔时间l 150 215 280 ns VCS = 0.55VLD, VLD = VDD 同样受封装的耗散功率所限制, 以最低的为准 . 2 HV9910 代号 最小 典型 最大 单位 从CS 到GATE 输出 lo的延迟时间 - - 300 ns tRISE GATE 输出上升时间 - 30 50 ns CGATE = 500pF tFALL GATE 输出下降时间 - 30 50 ns CGATE = 500pF tDELAY 参数 条件 在VIN = 12V, VLD = 0.15, VCS = 0 to 0.22V 时的 TBLANK 引脚封装图 SOIC-16 SOIC-8 DIP-8 VIN 1 1 输入电压 8V to 450V DC CS 4 2 LED 灯串的电流采样输入端 GND 5 3 芯片地 GATE 8 4 PWM_D 9 5 VDD 12 6 LD 13 7 线性调光器被用来改变电流采样比较仪的电流限制阈 值 ROSC 14 8 频率振荡控制器. 一个电阻连接在此引脚与地之间用 来设定PWM 的频率. 引脚 用 功能描述 驱动外部MOSFET的栅极 低频 PWM 调光脚, 也是使能输入脚. 内部集成 100kΩ 的下拉电阻到地 内部线性电源 (一般是7.5V ). 能够向外部线路提供 高达1mA 的电流.当交流输入电压在整流时接近零交 越时,一个足够大的储能电容用来提供能量. No Connects (NC) 是指内部没有连接 , 也可以用来作 PCB 走线用 . 方框图 & 典型应用 VIN VIN REG ROSC 7.5V OSC VDD VDD 250mV CM S R LD Q GATE CM CS PWM_D 100k HV9910 GND 3 8-Lead DIP/SOIC 16-Lead SOIC HV9910 应用信息 AC/DC 交流输入应用 很明显, 一 个 简 单 的 无源功率因素校正电路, 由 3 二极管 和 2 电容组成,应用线路显示如图1. HV9910 是一个低成本的可降压, 升压, 升降压的控制芯片, 特别适合设计驱动多串LED或LED阵列.该芯片既适用于全球 通用的AC交流输入, 也适用于8－450V的直流输入. 交流输 入时, 为提高功率因素, 通过由EN 61000-3-2 Class C所规定 的照明设备的交流谐波的限制, 在输入功率小于25W, 可很容 易的在线路中加入无源功率因素校正电路得以实现. HV9910 可驱动上百个高亮度的LED串联或数串高亮度的LED, 这些 LED能被设计成一串或串并联结合的方式, HV9910通过调节 恒流值可确保LED亮度和光谱并延长寿命. HV9910的特色是 使能脚PWM_D可采用脉宽调制(PWM)的方法调节LED亮度, 同时兼作使能端，该端悬空时芯片无输出控制。HV9910也 可通过LD端线性调压的方式连续调节LED的输出电流从而控 制亮度(也叫线性调光). HV9910 提供标准的 8-pin SOIC 和 供电电流 HV9910 需 要 1mA 的 启 动 电 流 . 如框图所示, 此 电 流 由 HV9910 的内部产生,无需象其它的电路中需加一个大的启动 电阻. 此外, 在 HV9910的应用中,它能用内部的线性电源连 续的向内部的所有线路提供7.5V的电压. 设定输出电流 如图1, 选择降压拓扑时, LED中的平均电流是 CS 的峰值电 压的一个好的表现. 然而,运用这种电流采样方法,有一个相关 连的误差需要被计算进去 .此误差的提出是因为电感中的平 均电流和峰值电流是不同的. 例如电感纹波电流的峰峰值是 150mA, 要 得 到 500mA的LED电流, 该 采 样 电 阻 应 为 : 250mV/(500mA+ 0.5*150mA) = 0.43Ω. DIP 封装. 在 VIN >250V的应用需求时,也可以采用SO-16 的封装. 调光 HV9910 内部包含了一个高压线性电源 , 它向内部所有线路提供能量 , 有两种方式可以实现调光 , 取决不同的应用, 可以单独调节 也可组合调节. LED 的输出电流能被控制, 也能被线性调节 也可以提供给外部低压电路 . 改变, 或通过控制电流的开关来维持电流的不变. 第二种调 光方式(叫PWM 调光)通过改变输出电流的占空比来控制 LED 驱动控制 HV9910可控制包括隔离/非隔离, 连续/非连续等类所有的转 LED的亮度. 换器. 当GATE端输出高电平驱动外部的功率MOSFET时, LED驱动器将储存到电感或变压器原边电感的输入能量, 依 赖不同的转换器类型,可能储能和将部分能量直接传给LED 串，当功率MOSFET关断时, 储存在磁性元件上的能量转换 为LED串的驱动电流. (工作在Flyback 模式). 线性调光通过调节LD pin脚电压从0到250mV而实现，该控 制电压优先于内部CS pin设定值250mV , 从而可输出电流实 现编程. 例如, 在 VDD 和地之间接一个分压器,设定CS pin 的控制电压. 当分压器设定的控制电压超过250mV将不会改 变输出电流. 如希望更大的输出电流, 可以选择一个更小 的采样电阻. 当 VDD 电 压 大 于 UVLO 时 ， GATE 端 可 以 输 出 高 电 平 . 此 时 输 出 电 流 通 过 限 制 外 部 功 率 MOSFET的 峰 值电流的方式工作. 外部电流采样电阻与功率 MOSFET的 源 极 串 联 , 此 采 样 电 阻 的 电 压 反 馈 到 HV9910的CS pin脚, 当CS pin脚的电压超 过 峰 值 电 流 的 设 定 的 阈 值 电 压 时 , GATE 的 驱 动 信 号 结 束 , 功 率 管关断. 此峰值电流比较仪的阈值电压在内部设定 值 为 2 5 0 mV , 亦 可 通 过 L D p in 在 外 部 设 定 .当需要软 启动时, 在LD pin连接一个电容,从而允许电压按期望的的速 率上升, 因此, 确 保 LED 的输出电流是逐渐上升的. PWM 调光通过外部PWM信号加在PWM_D pin 端而实现. 该 PWM 信号可由微控制器或由脉冲发生器按希望的LED的 亮度以一定的占空比来实现. 在 此 PWM 方式下, 以该信号 的有效和失效转换来调节LED的电流. 在此模式,LED 的 电 流处在这两种状态之一: 零或由采样电阻设定的正常 电流. 4 HV9910 . 它不可能用这个方法去达到比HV9910用采样电阻设定的水 平更高的平均亮度 . HV9910 用 这 种 PWM控制方法,这灯 的输出只能在零到100%之间调整. 此PWM调光方法的精度 仅仅取决于GATE的最小脉宽的限制, 即此频率的占空比的百 分比. 这里有一些由应用线路图1,给出的典型的波形阐明PWM 调 光方法如下. CH1 是指 MOSFET 的漏极电压, CH2 是给 PWM_D脚的 PWM 信号 和 CH4 是LED 灯串的电流. 0.4% PWM Ratio at 500Hz Dimming 工作频率设定 振荡器的工作频率能被用一个外部电阻ROSC在25kHz 到 300 kHz之间设定: FOSC = 25000/(ROSC [kΩ] + 22) [kHz] 功率因数校正 当 LED 驱动器的输入功率不超过25W时, 为了通过标准 EN61000-3-2 Class C 的AC谐波的限制, 如 HV9910 的应用 线路图1, 可以加一个简单的被动功率因数校正电路. 这个典型 的应用电路线图表示怎样加这个线路而不影响电路的其它部 分. 一个由3个二极管和 2个电容器的简单电路被加在ac整流 输入的后面去改善输入电流的谐波失真和达到功率因数大于 0.85. 33% PWM Ratio at 500Hz Dimming 电感设计 提 及 典 型 的 应 用 电 路 ,可 以 从 电 感 中 计 算 得 到 希 望 的 LED 波 纹 电 流 的 峰 峰 值 . 但 在 典 型 的 应 用 ,这 样 的 波 纹 电 流 被 选 取 为 正 常 的 LED 电 流 的 30%. 在 这 个 例 子 中 ， 正 常 电 流 ILED 是 350mA. 下一步是得出 LED灯串上的总电压降. 例如, 当灯串由 10 高亮度的LED组成且每个二极管在它的额定电流时的正向压 降为3.0V; 则LED 串的总电压VLEDS 是 30V. 95% PWM Ratio at 500Hz Dimming 5 HV9910 图 2: HV9910降压型驱动器--驱动900mA 高亮度(HB) LED (VIN = 8 - 30V) VIN +1 1 C7 10µF, 35V VIN = 8-30V C6 10µF, 35V D2 B140-13 HB LED 900mA at 4.5V VIN -1 U2 R11 2 220µH 8 6 VDD ROSC 267KΩ Q2 LD HV9910 Gat e 4 7 C5 2.2µF, 10V L2 1 1 5 PWMD CS VN3205 2 R10 0.27Ω 3 PWMD 图3: HV9910 极性反转型驱动器--驱动3到8个, 350mA高亮度(HB) LEDs (VIN = 8 - 30V) VIN +1 VIN = 8 - 30V C8 10µF, 35V C7 10µF, 35V LED 2 VIN -1 L2 1000µH 1 U2 5 LED LED LED LED HV9910 6 7 C4 4.7µF, 16V 1 VIN C6 2.2µF, 16V LED VDD ROSC LD GATE CS PWMD 8 R2 470KΩ D13 B260A-13 4 Q2 IRFL014 2 GND R6 0.27Ω 3 PWMD1 8 3到8个 350mA HB LED's HV9910 16-引脚 贴片封装 (NG) 外形尺寸 9.9 ± 0.10 16 Note 2 3.90 ± 0.10 6.0 ± 0.20 1 俯视图 5O - 15O (4 PLCS) 0.17 - 0.25 45° 1.75 MAX 0.25 - 0.50 Note 3 0O - 8O 1.25MIN 1.27BSC 0.31 - 0.51 0.10 - 0.25 0.40 -1.27 侧视图 平视图 备注: 1. 所有的尺寸单位是毫米. 角度单位是度. 2. pin 1 标识符一定在指示区域内 3. 边角外形可能与图示不同 Doc.# DSFP-