WS3130 Product Description WS3130 单级有源 PFC 原边反馈恒流控制器 特点 概述 单级、有源功率因素校正，高PF，低THD WS3130是一款单级、带有源功率因数校正的高精度原边反馈LED恒流控 原边反馈技术，节省次级反馈电路 制芯片，适用于85Vac-265Vac全范围输入电压的反激式隔离LED恒流电 准谐振（QR）模式反激式拓扑 源。WS3130采用专有的实时电流侦测方法，工作于原边反馈模式，无需 实时电流控制，保证精确的输出电流 次级反馈电路，即可实现高精度输出恒流控制， 节约了系统成本和体积， 极少的外围器件 提高了系统的可靠性。 可编程的输入线电压补偿 WS3130集成有源功率因数校正功能，为了降低MOSFET开关损耗，工作 CS/FB 引脚内置前沿消隐 在准谐振模式（QRM）。内部采用700V高压启动MOSFET，可减少启动电阻 保护功能 带来的损耗，提供高效率、高可靠LED照明应用解决方案。通过外部的 过温保护(OTP) 可编程线电压补偿和负载补偿，恒流系统具有良好的线性调整率和负载 VDD过压保护 调整率。内置前沿消隐电路消除了CS/FB引脚的输入信号中的毛刺，减 逐周期电流限制保护（OCP） 少外围器件，降低系统成本。 输出端LED过压/短路保护 WS3130内置多重保护功能来加强系统可靠性，包括LED开路保护、LED 关键引脚(CS/FB)开短路保护 短路保护、VDD过压保护、欠压保护、电流采样电阻开路保护、逐周期 限流、过温保护等。为了更好的保护高压功率MOSFET，栅极驱动输出电 压DRV被嵌位在18V。 WS3130提供8-Pin的SOP-8封装。 应用领域 中小功率LED驱动 GU10\E27 LED球泡灯、射灯 LED PAR30、PAR38灯 LED日光灯 LED路灯 典型应用图 WT-S062-Rev.A0 Apr.2015 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS Copyright@Winsemi Microelectronics Co., Ltd., All right reserved. WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS 0313 WS3130 Product Description 引脚定义与器件标识 WS3130 提供了 8-Pin 的 SOP-8 封装，顶层如下图所示： FB 2 CS 3 GND 4 WS3130S8P AXB YM Comp 1 WS3130S8P: 产品名称 8 NC 7 NC 6 VDD 5 DRV A: 产品编码 X：内部代码 B：地域代码 YM：年代码，月代码 引脚功能说明 引脚名 引脚号 引脚类型 功能说明 COMP 1 补偿 FB 2 反馈输入 CS 3 电流采样 GND 4 地 DRV(Gate) 5 MOS 驱动 VDD 6 电源 电源 NC 7/8 NC 未连接 环路补偿引脚，外接电容、电阻网络到地进行环路补偿 辅助绕组通过电阻分压网络接至 FB 脚，反映输出电压的大小以决定空载电 压和过压保护，同时用于副边放电时间侦测 电流采样端，接采样电阻到地 芯片的信号地与功率地 采用图腾柱输出驱动外部 MOSFET，最大驱动电压被钳位为 18V 电路内部结构框图 WINSEMI MICROELECTRONICS www.winsemi.com WINSEMI MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS 2/8 WS3130 Product Description 订购信息 封装形式 8-Pin SOP-8, Pb-free 芯片表面标识 采购器件名称 WS3130S8P WS3130S8P 推荐工作条件 符号 参数 值 单位 VCC VCC 供电电压 10~28 V TA 操作温度 -20~85 ℃ 值 单位 28 V 极限参数 符号 参数 VCC DC 供电电压 VFB FB 引脚输入电压 -0.3~6 V VCS CS 引脚输入电压 -0.3~6 V COMP 引脚输入电压 -0.3~6 V DRV 引脚输入电压 18 V 最大工作结温 125 ℃ -55~150 ℃ VCOMP VDRV TJ TSTG 最小/最大储藏温度 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。 ESD 参数 符号 分类 值 单位 VESD-HBM 人体模式 2 KV VESD-MM 机器模式 200 V WINSEMI MICROELECTRONICS www.winsemi.com WINSEMI MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS 3/8 WS3130 Product Description 电气特性参数(若无特殊说明，TA=25℃，VDD=15V) 电源电压 符号 符号 测试条件 IOP VDD 工作电流 Gate Open VDDON 最小 典型 最大 单位 1 mA VDD 开启阀值电压 16 V VDDOFF VDD 关断阀值电压 9 V VDDOVP VDD 过压保护阀值电压 25 V 0.24 V 环路补偿 VREF 内部基准电压 ICMP_SINK CMP 最大下拉电流 50 uA ICMP_SOURCE CMP 最大上拉电流 10 uA VCMP_MAX CMP 最大电压 4.0 V 5.0 V FB 反馈 VFB_SINK FB 电压 1 IFB_SINK=2mA VFB_SOURCE FB 电压 2 IFB_Source=4mA VFB_ZVD FB 零电压侦测阀值 0.2 V VFB_OVP FB 过压保护阀值 3.6 V VFB_SCP FB 短路保护阀值 1.0 V 1.0 V -0.1 GND +0.1 V 电流采样 VCS1 CS 峰值电压限制 TBLACK 电流采样前沿消隐时间 FB=0V 300 400 500 nS 开关频率 FOSC_MAX 最大工作频率 130 KHZ FOSC_MIN 最小工作频率 30 KHZ MOS 驱动 TR 上升时间 CL=1nF 200 nS TF 下降时间 CL=1nF 100 nS 过温保护 OTPH 过温锁定 150 ℃ OTPL 过温恢复 125 ℃ WINSEMI MICROELECTRONICS www.winsemi.com WINSEMI MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS 4/8 WS3130 Product Description 功能描述 没有次边反馈的实时电流控制器 WS3130是一款适用于AC/DC LED驱动的高集成度和高 这特有的实时电流控制方法允许 WS3130 根据原边信息 性能的单级、具有有源功率因素校正的原边反馈恒流控制器。 精确地控制次边 LED 电流。这输出的 LED 平均电流可以由以 采用专有的实时电流侦测技术，保证了极高的恒流精度。 芯片可以实现高功率因数、低的总谐波失真，同时可达到高效 下这个公式近似计算得出： I OUT 率和良好的EMI性能。 Np VREF 2 Rcs N S 这里的 IOUT 就是次边 LED 输出电流，VREF 是内部基准电压， NP 是原边绕组的数量，Ns 是次边绕组的数量。 启动 系统上电后，线电压通过启动电阻给VDD供电电容充电。 WS3130系统的开启电压和关断电压分别为15V与9V，6V的回 滞电压防止了在启动瞬间电压剧降而导致系统停止工作。 自启动 WS3130 集成了一个自启动，当功率管打开的时候，自 启动触发，当 FB 无法在 130uS 后发出另一个开启信号，自 启动会自动发出开启信号，避免由于 FB 错过侦测带来的 IC 准谐振模式（QRM） 当 MOS 导通(Ton)时，整流后的输入电压施加在初级电 非必要的关闭。 感，初级电感电流从零开始线性增加至 Ipk；当 MOS 关断时， 电感内存储的能量使次变的二极管打开，电感电流开始从 Ipk 线性降低到零；当电流降低到零，电感寄身共振和所有的寄身 最小的关段时间 电容使功率管的漏源级电压下降，这下降也受次边绕组的影 WS3130 在变化的开关频率下工作。频率随着瞬间的输 响。当 FB 的电压小于 0.2V，FB 脚的过零侦测点产生一个打 入线电压而改变。为了限制最大的频率，获得更优的 EMI 性 开外部 MOS 的信号，保证 MOS 在谷值电压时打开。 能，WS3130 采用内部最小关断时间限制-3.5uS. 所以，实际上就不存在原边开关开启和次边二极管相应恢 复的损失，这就保证高效率，降低 EMI 噪音。 CS 前沿消隐 为了避免由于功率管打开时寄生电容放电带来的开关脉 冲的提前终止，在 CS 脚和输入限流比较器之间采用内部的前 有源功率因素校准（APFC） WS3130 设计有准谐振和恒定的导通时间 Ton，以达到正 沿消隐。在消隐时间，CS 脚到输入限流比较器之间的通道被 常工作下高功率因数调整。WS3130 的导通时间根据输入的 锁定，以下图片说明前沿消隐： AC 电压 VpSinωt 和负载条件而变化，但值是恒定的，基本取决 于 CMP 脚非常大的环路补偿电容，公式如下： I L peak V P Sint V Sint Ton I L avg P Ton2 f osc Lm 2 Lm 变压器的峰值电流 IL-peak 和平均电流 IL-avg 也就是形成 AC 输入 曲线，因为 Ton 和 fosc 都是恒定的，这就实现了高功率因素校 准。 WINSEMI MICROELECTRONICS www.winsemi.com WINSEMI MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS 5/8 WS3130 Product Description 输出过压保护 输出短路保护 输出电压保护能防护元器件在过电压条件下损失。次边绕 当输出短路发生时，辅助绕组的正向峰值也是接近零。IC 会被关断并再一次重启，当 FB 电压低于 0.1V 并持续 20mS。 组的正向峰值是和输出电压成比例的。OVP 采用次边绕组的 电压，而不是直接检测输出电压。当 FB 的电压高于 3.6V 时， OVP 信号触发并锁存；栅极驱动被关断，且 IC 工作在静态模 式，VDD 电压降低小于 UVLO，这是 IC 关断且系统重新启动。 过温保护 输出电压的 OVP 设置点由此计算： VOUT _ OVP 3.6 过温保护电路感应芯片温度。典型值设定为 150℃，其中 NS R RFBL FBH N AUX RFBL 25℃滞后重启。当芯片温度上升到 150℃，WS3130 通过 DRV 关断 MOS 功率管，保持关断直到芯片温度降到 25℃，芯片 会重启。 VOUT_OVP---输出过压保护值 NAUX---辅助绕组数量 NS---次边绕组数量 VDD 过压保护 WS3130 给 VDD 脚提供过电压保护。 当 VDD 电压超过 25V（典型值），栅极输出关断，当 VDD 降低到 9V 时，芯片 电流限制 重启。 电流控制电路通过 CS 脚感应电感电流。当电流超过内部 阈值，典型值是 1.0V；功率 MOS 管对剩余周期进行关断。 故障保护 WS3130 内部集成多个故障保护，以保护芯片受损，包 FB 前沿消隐 括 FB 脚开短路保护，CS 脚开路保护。 当 MOS 功率管关断，由于 MOS 功率管的寄生电容和变 压器的漏电感，FB 脚产生阻尼尖峰电压。内部的前沿消隐用 来过滤噪音。 WINSEMI MICROELECTRONICS www.winsemi.com WINSEMI MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS 6/8 WS3130 Product Description SOP-8 封装信息 B2 A1 A2 0.5* 0.125± 0. 05 球形标记 D D1 B B1 A C4 A3 R2 θ4 C C1 C2 θ2 C3 R1 θ1 θ3 Winsemi Symbol Dimensions in Millimeters Min Max Min Max A 4.70 5.10 0.185 0.201 B 3.70 4.10 0.146 0.161 C 1.30 1.50 0.051 0.059 A1 0.35 0.48 0.014 0.019 A2 1.27TYP 0.05TYP A3 0.345TYP 0.014TYP B1 5.80 B2 6.20 0.228 5.00TYP 0.244 0.197TYP C1 0.55 0.70 0.022 0.028 C2 0.55 0.70 0.022 0.028 C3 0.05 0.225 0.002 0.009 C4 0.203TYP 0.008TYP D 1.05TYP 0.041TYP D1 WINSEMI Dimensions in Inches 0.40 MICROELECTRONICS www.winsemi.com WINSEMI 0.80 MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI 0.016 MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI 0.031 MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS 7/8 WS3130 Product Description 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 WINSEMI MICROELECTRONICS www.winsemi.com WINSEMI MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS 8/8