NJW4615A J

NJW4615A
PWM 調光機能付き 定電流 LED ドライバ
■ 概要
NJW4615A は、PWM 調光機能付き定電流 LED ドライバです。
定電流回路、PWM 制御回路、保護回路を、小型パッケージに搭載し、
LED を簡単に点灯させることができます。
外付けの電流センス抵抗により LED 電流を可変でき、最大 100mA まで
設定が可能です。
出力電圧は最大35V のため、使用する LED の Vf に応じて、多灯の LED
直列接続が可能です。
また、PWM 信号の Duty を変えることにより調光が可能です。
バックライトや照明、その他光源などのアプリケーションに最適です。
■ 外形
NJW4615AF1
(SOT-23-6-1)
■ 特長
・ 電源電圧範囲
2.5 V to 35 V
・ 出力電圧
VLED = 35V max.
・ 出力電流
ILED = 5mA to 100 mA
・ 出力電流精度
± 1.2 %
・ 最大 10 灯駆動 (LED Vf = 3.4V の場合)
・ 消費電流
370 µA max.
・ PWM 調光機能
・ イネーブル機能
・ 過電流保護機能内蔵
・ サーマルシャットダウン回路内蔵
・ LED ショート保護回路内蔵 (ヒステリシス付き)
・ パッケージ
SOT-23-6-1
■ ブロック図
VDD
LED
VREF
( 0.2V )
RS
Current Limit
Thermal Shut Down
LED Short Protection
GND
Ver.2015-10-22
Control
Logic
EN
PWM
-1-
NJW4615A
■ 端子配列
PWM 1.
6. VDD
GND 2.
5. EN
RS 3.
■ 端子説明
端子
番号
4. LED
端子名
機能
I/O
1
PWM
I
調光用 PWM 信号入力端子です。 PWM 信号の Duty 比を変えることにより明るさを
可変できます。調光しない場合は、High レベル入力または OPEN で、設定した LED
電流で点灯します。
2
GND
-
接地
3
RS
O
出力電流設定端子です。RS 端子と GND 間に電流センス抵抗を接続します。
RS [Ω] = 0.2 [V] / ILED [A]
4
LED
O
定電流回路の出力端子です。
LED のカソードを接続します。
5
EN
I
NJW4615A の動作・停止を制御する端子です。
High レベルで動作、 Low レベルでスタンバイモードとなります。
6
VDD
-
電源端子
-2-
Ver.2015-10-22
NJW4615A
■ 絶対最大定格
項 目
電源電圧
出力電圧
EN 端子電圧
PWM 端子電圧
消費電力
記号
VDD
VLED
VEN
VPWM
PD
最大定格
- 0.3 to + 40
- 0.3 to + 40
- 0.3 to + 40
- 0.3 to + 6
510 (*1)
710 (*2)
- 40 to + 150
- 40 to + 125
- 50 to + 150
(Ta = 25°C)
単位
V
V
V
V
mW
°C
接合部温度範囲
Tｊ
T
°C
動作温度範囲
opr
Tstg
°C
保存温度範囲
(*1) 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm (2層 FR-4) で EIA/JEDEC 準拠による
(*2) 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm (4層 FR-4) で EIA/JEDEC 準拠による (4層基板内箔 : 74.2×74.2mm)
■ 推奨動作範囲
項 目
電源電圧
出力電流
出力電圧
■ 電気的特性
項 目
消費電流
OFF 時消費電流
出力電流精度
出力端子リーク電流 1
出力端子リーク電流 2
EN 端子 ON 電圧
EN 端子 OFF 電圧
PWM 端子 ON 電圧 1
PWM 端子 OFF 電圧 1
PWM 端子 ON 電圧 2
PWM 端子 OFF 電圧 2
EN 端子入力電流
PWM 端子プルアップ抵抗
RS 端子出力電流
PWM 端子 ON 遅延時間
PWM 端子 OFF 遅延時間
LED ショート保護検出電圧
最大出力電流
Ver.2015-10-22
記号
VDD
ILED
VLED
条 件
最小
2.5
5
-
標準
-
最大
35
100
35
単位
V
mA
V
（特記事項なき場合、VDD=VEN=12V, VLED=1V, RS=10Ω, VPWM=OPEN, Ta=25°C）
記号
条 件
最小 標準 最大 単位
IDD
260
370
µA
IDD_OFF VEN = GND
0.1
µA
∆ILED
- 1.2
+ 1.2
%
ILEAK1 VEN = GND, VDD = 35V, VLED = 35V
0.1
µA
ILEAK2 VPWM = GND, VDD = 35V, VLED = 35V
0.1
µA
VEN_ON ILED = OFF  ON
1.6
VDD
V
VEN_OFF ILED = ON  OFF
0
0.3
V
VPWM_ON1 VDD < 5V, ILED = OFF  ON
0.7VDD
VDD
V
VPWM_OFF1 VDD < 5V, ILED = ON  OFF
0
0.3VDD
V
VPWM_ON2 VDD  5V, ILED = OFF  ON
3.5
5.5
V
VPWM_OFF2 VDD  5V, ILED = ON  OFF
0
1.5
V
IEN
VEN = 12V
7
µA
RPWM
1
MΩ
IOUT_RS LED = OPEN
2.3
μA
tPWM_ON VPWM = L  H, ILED = OFF  ON
3
µs
tPWM_OFF VPWM = H  L, ILED = ON  OFF
1
µs
VLED_SHORT RS = 0 Ω
17
20
23
V
ILED_MAX RS = 0 Ω
100
170
mA
-3-
NJW4615A
■ 応用回路例
VDD / V+
VDD
ILED
LED
0
ILED
VREF
( 0.2V )
PWM調光時
出力電流波形
RS
Current Limit
Thermal Shut Down
LED Short Protection
GND
Control
Logic
EN
RS : 電流センス抵抗
PWM
H : ON
L : OFF
PWM Signal : 調光
or
High or Open : 全点灯
RS 抵抗値決定方法
-4-
RS (  ) 
0.2(V )
ILED ( A)
Ver.2015-10-22
NJW4615A
■ 特性例
Quiescent Current vs. Supply Voltage
Quiescent Current vs. Temperature
[VEN=VDD, VLED=1V, RS=10Ω, VPWM=OPEN]
400
350
Quiescent Current : IDD [μA]
350
Quiescent Current : IDD [μA]
[VDD=12V, VEN=VDD, VLED=1V, RS=10Ω, VPWM=OPEN]
400
300
250
200
150
100
-40℃
25℃
50
125℃
300
250
200
150
100
50
150℃
0
0
Quiescent Current at OFF State：IDD_OFF [nA]
0
10
20
30
Supply Voltage : VDD [V]
40
-50
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
Quiescent Current at OFF State vs. Temperature
[VEN=GND, VLED=1V, RS=10Ω, VPWM=OPEN]
100
VDD=2.5V
VDD=12V
10
VDD=35V
1
0.1
-50
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
Output Pin Leak Current 1 vs. Temperature
Output Pin Leak Current 2 vs. Temperature
[VDD=35V, VLED=35V, VEN=GND, RS=10Ω, VPWM=OPEN]
1000
Output Pin Leak Current 2 : ILEAK2 [nA]
Output Pin Leak Current 1 : ILEAK1 [nA]
-25
VLED=1V
VLED=5V
VLED=35V
100
10
1
0.1
[VDD=35V, VEN=VDD, VLED=35V, RS=10Ω, VPWM=GND]
1000
100
10
1
0.1
-50
Ver.2015-10-22
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
-50
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
-5-
NJW4615A
■ 特性例
EN Pin ON Voltage vs. Temperature
EN Pin ON Voltage vs. Supply Voltage
[VLED=1V, RS=10Ω, VPWM=OPEN]
1.5
[VDD=12V, VLED=1V, RS=10Ω, VPWM=OPEN]
1.4
25℃
EN Pin ON Voltage : VEN_ON [V]
EN Pin ON Voltage : VEN_ON [V]
-40℃
125℃
150℃
1
0.5
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
10
20
30
Supply Voltage : VDD [V]
40
-50
EN Pin OFF Voltage vs. Supply Voltage
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
EN Pin OFF Voltage vs. Temperature
[VLED=1V, RS=10Ω, VPWM=OPEN]
1.5
-25
[VDD=12V, VLED=1V, RS=10Ω, VPWM=OPEN]
1.4
EN Pin OFF Voltage : VEN_OFF [V]
EN Pin OFF Voltage : VEN_OFF [V]
-40℃
25℃
125℃
150℃
1
0.5
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
10
20
30
Supply Voltage : VDD [V]
40
-50
PWM Pin ON Voltage : VPWM_ON [V]
PWM Pin ON Voltage : VPWM_ON [V]
3
2.5
2
1.5
1
-40℃
25℃
125℃
150℃
0
2.5
2
1.5
1
VDD=12V
0.5
VDD=2.5V
0
0
-6-
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
[VEN=VDD, VLED=1V, RS=10Ω]
[VEN=VDD, VLED=1V, RS=10Ω]
0.5
0
PWM Pin ON Voltage vs. Temperature
PWM Pin ON Voltage vs. Supply Voltage
3
-25
10
20
30
Supply Voltage : VDD [V]
40
-50
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
Ver.2015-10-22
NJW4615A
■ 特性例
PWM Pin OFF Voltage vs. Temperature
PWM Pin OFF Voltage vs. Supply Voltage
3
PWM Pin OFF Voltage : VPWM_OFF [V]
3
PWM Pin OFF Voltage : VPWM_OFF [V]
[VEN=VDD, VLED=1V, RS=10Ω]
[VEN=VDD, VLED=1V, RS=10Ω]
2.5
2
1.5
1
-40℃
25℃
0.5
125℃
150℃
0
2.5
2
1.5
1
VDD=12V
0.5
VDD=2.5V
0
0
10
20
30
Supply Voltage : VDD [V]
40
-50
EN Pin Input Current vs. EN Pin Voltage
PWM Pin Pull-up Resistance : RPWM [MΩ]
EN Pin Input Current : IEN [μA]
-40℃
25℃
125℃
50
150℃
40
30
20
10
0
0
10
20
30
EN Pin Voltage : VEN [V]
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
PWM Pin Pull-up Resistance vs. Temperature
[VDD=12V, VLED=1V, RS=10Ω]
60
-25
40
[VDD=12V, VLED=1V, RS=10Ω, VPWM=OPEN]
2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-50
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
PWM Pin Input Current vs. Supply Voltage
[VEN=VDD, VLED=1V, RS=10Ω, VPWM=GND]
PWM Pin Input Current : IPWM [μA]
8
7
6
5
4
3
2
-40℃
25℃
1
125℃
150℃
0
0
Ver.2015-10-22
10
20
30
Supply Voltage : VDD [V]
40
-7-
NJW4615A
■ 特性例
PWM Pin OFF Delay Time vs. Temperature
[VDD=12V, VEN=VDD, VLED=1V]
10
PWM Pin OFF Delay Time : tPWM_OFF [μs]
PWM Pin ON Delay Time : tPWM_ON [μs]
PWM Pin ON Delay Time vs. Temperature
Rs=40Ω
9
Rs=10Ω
8
Rs=2Ω
7
6
5
4
3
2
1
0
-50
-25
0
[VDD=12V, VEN=VDD, VLED=1V]
1
RS=40Ω
0.9
RS=10Ω
0.8
RS=2Ω
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
-50
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
[VDD=12V, VEN=VDD]
[VDD=12V, VEN=VDD, RS=10Ω]
120
Output Current : ILED [mA]
Output Current : ILED [mA]
0
Output Current vs. Output Pin Voltage
Output Current vs. Output Pin Voltage
20.5
-25
20
19.5
100
80
RS=40Ω
60
RS=10Ω
40
RS=2Ω
20
0
0
10
20
30
Output Pin Voltage : VLED [V]
40
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
Output Pin Voltage : VLED [V]
1
Output Current vs.Temperature
[VDD=12V, VEN=VDD, VLED=1V, RS=10Ω]
20.5
Output Current : ILED [mA]
20.4
20.3
20.2
20.1
20
19.9
19.8
19.7
19.6
19.5
-50 -25
-8-
0
25 50 75 100 125 150 175 200
Temperature : [ºC]
Ver.2015-10-22
NJW4615A
■ 特性例
LED Short Protection Voltage vs. Temperatue
Maximum Output Current : ILED_MAX [mA]
LED Short Protection Voltage :
VLED_SHORT/OFF [V]
Maximum Output Current vs. Output Pin Voltage
[VDD=12V, VEN=VDD, RS=0Ω]
25
20
15
10
Detect Voltage
5
Release Voltage
0
-50
-25
0
Release Voltage
140
Detect Voltage
120
100
80
60
40
20
0
25 50 75 100 125 150
Temperature [ºC]
0
10
20
30
Output Pin Voltage : VLED [V]
40
Output Current vs. Current Sense Resistance
[VDD=12V, VEN=VDD, RS=0Ω]
[VDD=12V, VEN=VDD, VLED=1V]
100
180
160
140
120
100
80
60
40
VLED=1V
20
VLED=35V
0
Output Current : ILED [mA]
Maximum Output Current : ILED_MAX [mA]
Maximum Output Current vs. Temperature
200
[VDD=12V, VEN=VDD, RS=0Ω]
160
10
1
-50
Ver.2015-10-22
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
1
10
Current Sense Resistance : RS [Ω]
100
-9-
NJW4615A
技 術 資 料
■ LED 駆動点灯数について
LED を点灯させる為には、LED の順方向電圧 (Vf) 以上の駆動電圧(V+)が必要です。
LED を直列接続とした場合は、LED の直列接続数の Vf の和(ΣLED Vf)以上の V+ を印加してください。
NJW4615A の場合、V+は ΣLED Vf + NJW4615A の出力電圧(VLED=1V)が最低必要になります。
NJW4615A が駆動できる LED 最大接続数は、推奨出力電圧最大値(35V)によって制限され、且つ VLED=1V を
差し引いた約 34V 以内の ΣLED Vf で使用してください。
下記に LED の各 Vf における最大駆動灯数例を示します。(ご使用の LED が全て同じ Vf であると仮定します)
LED Vf = 3.0V 以下
▪▪▪
11 灯
LED Vf = 3.4V 以下
▪▪▪
10 灯
LED Vf = 3.7V 以下
▪▪▪
9灯
LED Vf = 4.2V 以下
▪▪▪
8灯
V+  35V
VDD
Vf  n pcs. =  LEDVf  34V
VDD
LED
+
VREF
RS
Current Limit
Thermal Shut Down
LED Short Protection
GND
Control
Logic
EN
PWM
定電流ドライバアプリケーション回路図例
- 10 -
Ver.2015-10-22
NJW4615A
技 術 資 料
■ PWM 入力パルスと PWM 調光精度について
下図のように、LED ドライバのPWM入力パルスに対する出力電流の応答は、電流の立ち上がり/立ち下がり時に遅延を
もった形となります。
PWM入力パルス
出力電流パルス
tPWM_ON
tPWM_OFF
出力電流立ち上がり / 立ち下がり遅延
( 出力電流パルス幅誤差 : εt = tPWM_ON - tPWM_OFF)
パルス幅の短い PWM 信号を入力した場合、PWM 入力パルス幅に対し出力電流パルス幅の誤差が大きくなり、精度の
良い PWM 調光ができなくなります。
出力電流パルス幅誤差 (εt) は、おおよそ以下の値となります( εt=tPWM_ON –tPWM_OFF )。
εt = 約 4µs ( 出力電流 ILED=20mA,Ta=25C 参考値 )
上記出力電流パルス幅誤差(ε t )と、ご使用の PWM 入力パルスの周波数・Duty により、出力電流パルス幅の
誤差率[%] を算出することができます( fPWM: PWM 入力パルスの周波数、D: PWM 入力パルスの Duty )。
出力電流パルス幅誤差率の許容値を元に、PWM 入力パルスの周波数・Duty を決定して下さい。
PWM 入力パルス幅
= D / 100 × ( 1 / fPWM )
出力電流パルス幅
= PWM 入力パルス幅 - εt
出力電流パルス幅誤差率 = (出力電流パルス幅 - PWM 入力パルス幅) / PWM 入力パルス幅 × 100
= -εt / PWM 入力パルス幅 × 100 [%]
【 出力電流パルス幅誤差率 算出例 : PWM 入力パルス周波数 200Hz、Duty1%で動作させた場合 】
PWM 入力パルス幅
= 1 [%] / 100 × ( 1 / 200Hz ) = 50 [µs]
出力電流パルス幅誤差率 = -4 [µs] / 50 [µs] × 100
= -8 [%]
Output Current Duty vs. PWM Input Pulse Duty
100
【 測定条件 】
ILED=5mA
出力電流(ILED)
ILED=20mA
5mA
(RS=40Ω)
20mA
(RS=10Ω)
ILED=100mA
Output Current Duty [%]
10
100mA (RS=2Ω)
1
0.1
0.01
0.01
Ver.2015-10-22
0.1
1
10
PWM Input Pulse Duty [%]
電源電圧
12V
出力端子
1V 電圧印加
PWM 入力パルス波形
200Hz, 0 to 5V
出力電流(ILED)パルス幅
設定電流の 90%以上となる時間
周囲温度
Ta=25ºC
100
- 11 -
NJW4615A
技 術 資 料
■ 出力電流設定 (Output Current vs. Current Sense Resistance 参照)
RS 端子と GND 間に電流センス抵抗を接続し、出力電流を設定します。
RS (Ω) 
0.2(V )
ILED ( A)
■ 保護機能説明
▪ 過電流保護 (Maximum Output Current vs. Output Pin Voltage 参照)
出力電流設定端子(RS) が GND と短絡した場合に出力電流を制限する機能です。
ここで制限される出力電流は出力端子(LED)電圧に依存し、出力端子電圧が後述の LED ショート保護検出電圧以下の
条件では、最大出力電流 約 170mA (出力端子電圧 1V, Ta=25C)に制限されます。
出力電流設定端子(RS) と GND の短絡が解除されると、電流センス抵抗(RS)で設定された出力電流に復帰します。
▪ LED ショート保護 (Maximum Output Current vs. Output Pin Voltage 参照)
LED の故障等の影響により出力端子(LED)電圧が上昇した場合に、出力電流を制限します。
出力端子電圧が LED ショート保護検出電圧 約 20V で上昇すると、出力電流を約 60mA に制限します。
▪ サーマルシャットダウン(Output Current vs. Temperature 参照)
サーマルシャットダウン機能は、NJW4615Aのチップ温度が170℃(参考値)を超えると出力電流をオフします。
チップ温度が150℃(参考値)以下になると、出力電流は設定値に戻ります。
なおサーマルシャットダウン機能は高温時におけるIC の熱暴走を防止するための予備回路であり、不適切な熱設計
を補うための機能ではありません。
IC のジャンクション温度範囲内（+150ºC）で動作させるように、十分な余裕を持たせるようにご使用ください。
- 12 -
Ver.2015-10-22
NJW4615A
技 術 資 料
■ 定電流ドライバの消費電力について
LED 点灯回路の消費電力は、「LED の消費電力」「定電流ドライバの消費電力」「電流センス抵抗(RS)の消費電力」
に分類されます
このうち、定電流ドライバの消費電力(PD)は「IC の消費電流」「出力端子に流れる出力電流」によって発生し、以下の式
で算出できます。
V+
VDD
PD ≈ VDD  IDD + (VLED - VRS)  ILED
≈ VDD  IDD + (V+ - LED Vf - 0.2)  ILED [W]
 LEDVf
VDD
IDD
LED
+
ILED
VLED - VRS
VREF
RS
Current Limit
Thermal Shut Down
LED Short Protection
Control
Logic
EN
GND
RS 端子電圧(VRS) : 0.2V(IC 内部設定)
LED Vf : LED の直列接続数の Vf の和
例)
VDD = V+ = 12[V], IDD=260[µA], LED Vf = 9[V],
ILED = 100[mA]
PD ≈ 12[V]  260[µA] + (12[V] - 9[V] -0.2[V])  100[mA]
≈ 283[mW]
PWM
上式のように定電流ドライバの消費電力は、LED 駆動電圧(V+) と ΣLED Vf との電位差に比例して大きくなります。
IC の消費電力の定格を超えない範囲で、V+ と ILED を設定して下さい。
NJW4615AF1 (SOT-23-6)
Power Dissipation
(Topr=-40ºC to +125ºC, Tj=150ºC)
800
(*2) on 4 Layers Board
求めた消費電力に対して温度ディレーティングを考慮します。
消費電力対周囲温度特性例を参考に、定格内に収まるか
確認してください。
700
Package Power : Pd [mW]
600
(*1) on 2 Layers Board
500
(*1) 基板実装時 76.2 × 114.3 × 1.6mm (2層 FR-4) で
EIA/JEDEC 準拠による
(*2) 基板実装時 76.2 × 114.3 × 1.6mm (4 層 FR-4) で
EIA/JEDEC 準拠による
(4 層基板内箔 : 74.2 × 74.2mm)
400
300
200
100
0
-50
Ver.2015-10-22
-25
0
25
50
75
100
Ambient Temperature : Ta [ºC]
125
150
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NJW4615A
技 術 資 料
■ LED の並列駆動について
100mA 以上の LED 電流を必要とする場合、2 個以上の NJW4615A を並列接続することで対応可能です。
LED に流れる電流は、各ドライバで設定された LED 電流の和となります。
それぞれのドライバの LED 電流が異なっても問題ありません。
ILED [A] = ILED1 + ILED2 = 0.2 / RS1 [Ω] + 0.2 / RS2 [Ω]
( 例 : ILED = 150 [mA] 設定とする場合、RS1 = 4[Ω], RS2 = 2 [Ω] ）
V+
ILED
VDD
ILED1
VDD
ILED2
VDD
LED
LED
+
VREF
(0.2V)
VREF
(0.2V)
RS
Current Limit
Thermal Shut Down
LED Short Protection
GND
+
Control
Logic
EN
PWM
RS1
RS
Current Limit
Thermal Shut Down
LED Short Protection
GND
Control
Logic
EN
RS2
PWM
PWM
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NJW4615A
MEMO
＜注意事項＞
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ん。とくに応用回路については、製品の代表
的な応用例を説明するためのものです。また、
工業所有権その他の権利の実施権の許諾を伴
うものではなく、第三者の権利を侵害しない
ことを保証するものでもありません。
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