Datasheet

THL6516_Rev.1.01_J
THL6516
4 チャンネル LED ドライバー
概要
特徴
THL6516 は 4 チャンネルの LED ドライバーです。ブ
ーストコンバータを内蔵しているため、バックライトシステ
ムを 1 チップで構成することが可能です。
ソフトスタート／過電流保護／ショートサーキット保護
／低電圧入力誤動作防止／過電圧保護／LED ショー
ト保護／LED オープン保護／サーマルシャットダウンを
内蔵しています。
パッケージは QFN-16 ピンを採用しているため、実装
面積を削減できます。
・入力電圧範囲： 4.2V - 24V
・ブーストコンバータ
最大出力電圧：40V
発振周波数：500kHz – 2MHz
・LEDドライバー
最大出力ドライブ電流：80mA/チャンネル
定電流出力精度：3%
定電流ペア精度：1.5%
・PWM方式ディミング:100Hz - 30kHz
・保護回路
ソフトスタート
過電流保護
ショートサーキット保護
低電圧入力誤動作防止
過電圧保護
LEDショート保護
LEDオープン保護
サーマルシャットダウン
・3mm x 3mm QFN 16pinパッケージ
アプリケーション
･携帯電話
・カーナビゲーション
･タブレットPC
・ノートPC
・モニター
ピン配列
ブロック図
OUT4
OUT3
OUT2
OUT1
16
15
14
13
VIN
PC
VCC
LX
EN
AGND
1
12
UVLO
OVP
Boost
PGND
Protect
circuit
OVP
OSC
PC
2
11
PGND
SS
Exposed Thermal Pad
REXT
4
OUT1
(Top view)
3
10
PWM
PGND
17 GNDEXP
OUT2
RT
OSC
RT
4
9
OSC
5
6
7
8
EN
VCC
LX
OUT3
OUT4
LX
AGND
PWM
Current
driver
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REXT
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THL6516_Rev.1.01_J
絶対最大定格
項目
記号
VCC
VH1
VH2
VH3
Pd
Tj
Tstg
VCC電圧
LX電圧
OUT[4:1]電圧
EN, PWM電圧
許容消費電力
ジャンクション温度 *1
保存温度範囲
定格値
27
45
43
27
2.33
-40 ～ +125
-55 ～ +150
単位
V
V
V
V
W
℃
℃
*1 動作温度範囲は熱軽減特性を参考の上熱設計を行い、ジャンクション温度を超えない範囲で使用してください。
推奨動作条件
項目
Min
4.2
500
3
0.1
VCC電圧
OUT[4:1]電圧
発振周波数
LED定電流出力
PWM入力周波数範囲
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Typ
-
Max
24
40
2000
80
30
単位
V
V
kHz
mA
kHz
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THL6516_Rev.1.01_J
端子機能
ピン＃
1
端子名
AGND
機能
アナロググランド
2
PC
3
REXT
4
RT
発振周波数設定入力
5
PWM
ディミング用PWM入力
6
EN
7
8, 9
10, 11
VCC
LX
PGND
12
OVP
13
14
15
16
17
OUT1
OUT2
OUT3
OUT4
GNDEXP
ブーストコンバータエラー
アンプ出力
定電流設定入力
イネーブル入力
電源
ブーストコンバータ出力
パワーグランド
過電圧保護設定入力
機能説明
アナログ回路が使用しているGNDです。
ブーストコンバータのエラーアンプ出力です。位相補償のた
め、PC端子とGND間に抵抗とコンデンサを直列に接続して
下さい。
LED駆動の定電流値の設定入力です。
REXT端子とGND間に抵抗を接続して下さい。
ブーストコンバータの発振周波数設定入力です。
RT端子とGND間に抵抗を接続して下さい。
LEDのディミング用PWM入力です。Highレベルが印加される
とLED出力端子から定電流が出力されます。
イネーブル入力です。Lowレベルが印加されるとLEDドライバ
ーはシャットダウンします。
電源です。
ブーストコンバータのスイッチング出力です。
ブーストコンバータの出力トランジスタのGNDです。
ブーストコンバータ出力の過電圧保護回路設定入力です。
ブーストコンバータとGND間に抵抗を接続して下さい。
LED用定電流出力
LED駆動の定電流出力です。REXT端子で設定された定電
流を出力します。
裏面パッド
熱軽減改善のため必ずGNDと接続して下さい。
許容消費電力
Power Dissipation [mW]
2500
2000
1500
1000
500
0
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
Operating Temperature [ ℃ ]
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電気的特性
（特に明記がない限り、VCC=12V、Ta=25℃）
項目
記号
平均消費電流１
Icc1
平均消費電流２
Icc2
スタンバイ電流
Ist
UVLOスレッショルド電圧
Vuvlo
VCCスイープアップ
1
1.5
mA
-
2
3
mA
-
-
10
uA
-
V
V
Rpwm_en
-
800
-
kΩ
Vpwm_h
1.9
-
-
V
Vpwm_l
-
-
0.8
V
Tmin_pulse
-
2
-
us
Fosc
Rrt=51kΩ
0.8
1
1.2
MHz
Dmax
Rrt=51kΩ, Vpc=2V
91
93
95
%
-
0.2
0.6
Ω
-
155
-
nsec
ブーストコンバータ出力オン抵抗
Ron
ブーストコンバータ最小オン時間
Ton_min
ブーストコンバータリミット電流
EN<0.8V
-
-
PWM/EN入力ロー電圧
ィサイクル
時), EN>1.9V
単位
3.6
PWM/EN入力ハイ電圧
ブーストコンバータ最大デューテ
Vpc=2V( ス イ ッ チ ン グ 動 作
Max
0.4
PWM/EN端子プルダウン抵抗
周波数
時), EN>1.9V
Typ
-
dVuvloh
ブーストコンバータスイッチング
Vpc=0V( ス イ ッ チ ン グ 停 止
Min
-
UVLOヒステリシス電圧
PWM最小パルス幅
条件
Rrt=51kΩ
Ilim
1.7
2
-
A
Vpwm_h>1.9V
3
-
80
mA
Ileak
VOUT=36V , Vpwm_l<0.8V
-
-
3
uA
出力レギュレーション電圧
Vout
Rrext=4.75kΩ
-
0.56
-
V
定電流出力
Iled
Rrext=4.75kΩ
19.4
20.0
20.6
mA
定電流ペア精度
Dled
-
-
1.5
%
Vovp
1.1
1.2
1.3
V
Vscp
-
-
75
mV
Vled_s
7
-
9.5
V
定電流シンク電流
Iled_max
定電流リーク電流
過電圧保護回路スレッショルド電
圧
ブーストコンバータ出力短絡保
護
LEDショート保護回路スレッショ
ルド電圧
Rrext=4.75kΩ
(Imax-Imin)/Iave
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する場合には EN 又は PWM 入力を電源が正常な電
機能説明
圧に達してから投入するなどし、電源投入時に過電
入力電圧 / 出力電圧
流が発生しないようにした上でご使用下さい。
入出力電圧差が大きくなるとトランジスタのオン
Duty サイクル(Don)は、小さくなります。出力でき
る最小パルス幅は 155nsec です。入出力条件によっ
ブーストコンバータ
ては最小パルス幅以下のパルス幅が必要になります。
LED 駆動用のブーストコンバータを内蔵していま
この場合、パルスがスキップし周波数が低下します。
す。LED 定電流出力 OUTn 端子の電圧をフィード
最大 Duty サイクルと最小のパルス幅を確認の上、
バックし LED のアノードに適切な電圧を供給しま
ご使用下さい。
す。ブーストコンバータの発振周波数は、発振周波
また、入力電圧の変動が大きい場合には入力ライン
数設定端子 RT により 500Hz から 2MHz の範囲で
と電源端子 VCC にフィルタを接続して下さい。入
次式によって決定されます。
力電圧が急峻に立ち上がる場合、IC 内部トランジス
51  10 3
fosc[ MHz ] 
RRT
タの容量結合によって IC 内部の低耐圧素子に過電
圧がかかり、故障の原因になる可能性があります。
その為、VCC 端子には 10Ω/1uF 程度のフィルタ(Fig.
1)を挿入することを推奨します。
EN 機能
スタンバイ機能を搭載しています。EN 入力端子を
VIN
Low レベルにすることによってスタンバイ状態に
移行し、ブーストコンバータ及び LED 定電流出力
を停止します。この時 IC で消費される電流は 10uA
10Ω
以下になります。EN 端子に入力シーケンスの制限
1uF
VCC
はありません。電源投入前に印加されても問題はあ
りません。
Fig. 1
VCC 入力のフィルタ設定
<<注意事項>>
PWM ディミング機能
本製品はブーストコンバータの出力異常などから
ディミング機能を搭載しています。ディミング用
IC の破壊を防ぐため、過電流保護回路を内蔵してい
PWM 入力端子 PWM に PWM 信号を入れることで
ます。詳細は「過電流保護回路 (OCP)」をご参照下
LED 用定電流出力の ON/OFF を制御することが可
さい。
能です。PWM 信号は High レベルで LED 出力がア
一方、電源が投入され、正常値に達する前に
クティブになります。100Hz から 30kHz の範囲で
UVLO(詳細は「低電圧入力誤動作防止機能
ディミング信号を入力して下さい。PWM ディミン
(UVLO)」をご参照下さい。) が解除された瞬間に入
グ機能によって設定可能な最小 Duty サイクル
力と出力の電圧差が最も大きくなります。この時に
DPWMmin は PWM 最小パルス幅(2usec）と入力する
入力から最も多くの電流が流れます。入力電圧が緩
PWM の周波数 fPWM から次式によって決定されます。
慢に起動し、上記理由により過電流保護回路が動作
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DPWM min [%]  2[  sec]  f PWM [ MHz ]  100
保護回路
低電圧入力誤動作防止機能 (UVLO)
ディミング機能を使用しない場合は High レベルの
入力電圧が低い状態で誤動作を防止するため、
信号を入力して下さい。また、100Hz 以下のディミ
UVLO 機能を搭載しています。安定動作できる電源
ング信号を入力するとブーストコンバータが停止し、
電圧に達するまでブーストコンバータ及び LED 定
EN と同様の動作を行います。PWM 端子に入力シ
電流出力を停止します。3.6V 以上に達すると UVLO
ーケンスの制限はありません。電源投入前に印加さ
は解除され、ブーストコンバータはソフトスタート
れても問題はありません。
動作を開始しその後 LED 定電流駆動が開始されま
す。
LED 定電流出力設定
LED に流す電流は定電流設定入力端子 REXT に接
ソフトスタート(SS)
続する抵抗で決定されます。次式に従い 1 チャンネ
ブーストコンバータは起動時の突入電流を防止す
ル当たり 3mA から 80mA の範囲で設定してご使用
るため、ソフトスタート機能を搭載しています。ス
下さい。
タートアップ時の出力電圧のオーバーシュート発生
及び入力突入電流を防ぐため、出力電圧を緩やかに
95
I LED [mA] 
 1000
R EXT
上昇させる機能です。
過電圧保護回路 (OVP)
LED 定電流出力
過電圧保護回路を内蔵しています。LED が切断さ
LED 定電流出力 OUT1-4 は LED のカソードに接
れた場合にブーストコンバータの出力電圧の上昇を
続してご使用下さい。REXT で設定された定電流が
止め LSI の破壊を防ぎます。OVP 端子のスレッシ
出力されます。１チャンネルあたりで出力できる電
ョルド電圧をもとにブーストコンバータ出力が 40V
流以上の範囲で使用される場合は、多チャンネルあ
以下の範囲で、次式に従い設定して下さい。
る定電流出力をショートしてご使用下さい。また、
VOVP V   1.2  (1 
使用しない LED 出力は GND にショートして下さ
い。
Fig. 2
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R2
)
R1
過電圧保護設定
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Normal Operation
過電流保護回路 (OCP)
負荷の異常等による過電流を制限するため、過電流
保護回路を内蔵しています。
Check if any working
channel voltage > 8V
パルスバイパルス方式の過電流検出を採用してい
No
Yes
ます。出力トランジスタに流れる電流がブーストコ
Turn off this channel
ンバータリミット電流（Ilim）に達すると出力トラ
ンジスタはオフします。その後 IC 内のオンタイミ
No
If all channels voltage
ングが来ると再び出力トランジスタはオンします。
Yes
過電流保護回路はインダクタのピーク電流を検出し
Turn off all channels and
Reset the turn-off status
(Turn on allthe channels)
ているため、入出力電圧及び LED 定電流のみでは
なく、リップル電流も考慮の上、ご使用下さい。
Fig. 3
LED ショート保護回路機能
短絡保護回路(SCP)
ブーストコンバータの出力がショートされ OVP 端
LED オープン保護回路
子電圧が 75mV 以下になると、ブーストコンバータ
LED 定電流出力がオープンされると、オープンに
の動作を停止します。ショート状態が解除されると
なった LED 定電流出力はフィードバックループか
通常動作に戻ります。
ら切り離され停止します。オープンされていない
LED 定電流出力は通常動作を続けます。オープンさ
れた状態が解除されると通常動作に戻ります。
すべての LED 定電流出力がオープンになるとブー
LED ショート保護回路
LED がショートされ LED 定電流出力 OUTn が 8V
ストコンバータの出力電圧が持ち上がり過電圧保護
以上に達すると、LED 定電流出力を停止します。シ
が動作します。
ョートされた状態が解除されても LED 定電流出力
は停止状態を保持します。ショートされていない
LED 定電流出力は通常動作を続けます。
サーマルシャットダウン(TSD)
すべての LED 定電流出力がショートされるとブー
熱による破壊を防ぐため、サーマルシャットダウン
ストコンバータの動作を停止します。ショートされ
回路を内蔵しています。IC のジャンクション温度
た状態が解除されるとラッチしていた LED 定電流
Tj が 125℃以上に達するとサーマルシャットダウン
出力も含め通常動作に戻ります。(Fig. 3)
回路が動作し、スイッチング動作を停止します。ま
た、サーマルシャットダウン回路はヒステリシス
15℃程度有しており、Tj が低下すると出力電圧は復
帰します。
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パッケージ外形寸法図
QFN 16-pin
裏面Exposed Padは熱特性改善のためGNDと接続することを推奨いたします。
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諸注意とお願い
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2. 本資料に記載された回路図は、あくまでも応用例として掲載されております。従って、お客様の設計に
おかれましては十分な注意をお願い致します。また、文中の誤りにつきましてもその責を負いかねます。
誤りが発見されましても、直ちに修正できない場合がございますので、ご了承ください。
3. 本資料には、弊社の著作権、ノウハウ等が含まれておりますので弊社にことわりなく、複製、又は第三
者に公開しないようにお願い申し上げます。
4. この製品を使用したことにより、第三者の工業所有権に係る問題が発生した場合、弊社製品の構造製法
及び機能に直接係る物以外につきましては、その責を負いかねますのでご了承ください。
5. 本製品は一般的な電子機器に使用することを前提としております。従って極めて高い信頼性を要求され
る用途（人命に直接係る医療機器、宇宙機器、原子力制御機器など） には、使用しないでください。又、
これ以外でも輸送機器の制御と安全性に関する装置、交通信号、各種安全装置等にご使用の際には、適
切な措置を講じたうえでご使用ください。
6. 弊社は製品の品質及び信頼性の向上について最大限の努力をはらっておりますが、半導体製品はわずか
ながらある確率をもって故障が発生いたします。弊社製品の故障により、社会的、公的な損害等を引き
起こすことの無いように、十分な冗長設計、誤動作防止設計等を行ってください。
7. 本製品は、耐放射線設計は行われておりませんので、ご注意願います。
8. 本製品が、外国為替及び外国貿易管理法の規定により戦略物資等に該当するか否かは、お客様におかれ
まして判断をお願い致します。
9. 本製品は端子間が異物の混入等によりショートされた場合、絶対最大定格を超える電圧の印加、または
誤作動により半導体製品もしくは周辺部品が破壊する可能性があります。破壊により発煙、発火の恐れ
がありますので、ヒューズ等、保護部品による安全対策を施すようお願い致します。
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