ETC QX5243

QX5243
高端电流检测高亮度 LED 驱动器
特点
概述
QX5243 是一款降压、恒流、高效率
的高亮度 LED 驱动器。
 最大输出驱动电流：800mA
QX5243 特别适合宽输入电压范围的
应用，输入电压范围从 5.5V 到 36V，并
且 QX5243 对输入电压具有高的抑制比。
 高效率：95%
QX5243 采用内置的低导通电阻的功
率开关管，简化了芯片的外围电路，只需
很少的外接元件就可实现降压、恒流驱动
功能，并可以通过 DIM 引脚实现辉度控制
功能。
 辉度控制，最大辉度控制频率：20KHz
QX5243 通过一个外接电阻设定输出
电流，输出驱动电流最大可达 800mA，高
端电流检测达到±4%的电流精度。
由于采用滞环控制方式，QX5243 对
负载瞬变具有非常快的响应速度，最高工
作频率可达 1MHz。
QX5243 采用 ESOP8 封装。
 电流精度：±4%
 高端电流检测，恒流输出
 滞环控制：无需补偿
 最高工作频率：1MHz
 最高输出功率：20W
 5V，2mA 片上稳压器
应用领域
 建筑、工业、环境照明
 汽车尾灯、雾灯、指示灯、应急灯、
MR16 及 LED 灯
典型应用电路图
L1
RCS
VIN
DC
CIN
CSN
DIM
VIN
QX5243
DFW
LX
VCC
CLDO
VSSM
VSSD
图 1：QX5243 典型应用电路图
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高端电流检测高亮度 LED 驱动器
订货信息
产品型号
QX5243
丝印
243E
XXXX
批号
年份
封装及管脚分配
1
8
LX
VSSM
243E
XXXX
VSSD
N.C
CSN
VIN
DIM
4
5
VCC
ESOP8
QX5243_DS01CN
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QX5243
高端电流检测高亮度 LED 驱动器
管脚定义
管脚号
管脚名称
管脚类型
描述
1
VSSM
地
电源模拟地
2
VSSD
地
电源数字地
3
N.C
悬空
悬空不接
4
DIM
输入
辉度控制端
5
VCC
输出
LDO输出端
6
VIN
输入
电源电压输入端
7
CSN
输入
电流检测端
8
LX
输入
内置功率管的漏极
内部电路方框图
VIN
CSN
电流比较器
DIM
过温保
护电路
低端电压检
测比较器
LX
S
Q
R
Q
驱动器
BG
高端电压检
测比较器
VSSD
LDO
VCC
VSSM
图 2：QX5243 的内部电路方框图
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高端电流检测高亮度 LED 驱动器
极限参数
（注 1）
P
P
参数
符 号
描述
最大电压
VMAX
最大电流
IMAX
最大功耗
PESOP8
温度
ESD
最小值
最大值
单位
IC各个管脚的最大电压值
40
V
IC各个管脚的极限电流（VIN，VCC，
LX除外）
20
mA
1.2
W
（注 2）
封装最大功耗
TOPR
工作温度范围
-20
85
o
TSTG
存储温度范围
-40
120
o
TSD
焊接温度范围（焊接时间少于 30 秒）
230
240
o
VESD
静电耐压值（人体模式）
2000
C
P
P
C
P
P
P
C
P
V
注 1：超过上表中规定的极限参数会导致器件永久性损坏；而工作在以上极限条件下可能会影响器件的可靠性。
注 2：封装底部的散热金属片必须和 PCB 板上的大片铜箔相连以利于散热。
电特性
除非特别说明，VIN =15V，CLDO =1uF，L1 =47uH ，RCS =0.62Ω ，TA =25oC
参数
符号
测试条件
最小值
典型值
最大值 单位
电源电压
输入电压
VIN
欠压保护电压
VUVLO
欠压保持迟滞
VHYSUV
VIN =VCSN，VDIM =VCC，
VIN 从 6V开始下降，欠压
保护后从VUVLO开始上升
电源待机电流
IIN
VDIM < 0.6V
300
uA
电源工作电流
IGND
LX 悬空不接
5
mA
1
MHz
5.5
4.5
36
V
5.0
V
0.5
V
电源电流
开关频率
最大开关频率
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FSW_MAX
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电特性 (接上一页)
除非特别说明，VIN =15V，CLDO =1uF，L1 =47uH ，RCS =0.62Ω ，TA =25oC
参数
符号
测试条件
最小值
典型值
最大值 单位
电流检测比较器
检测电压高端
VSNSHI
检测电压低端
VSNSLO
输出高电平延迟
(VIN -VCSN)从 0V开始升高
240
mV
160
mV
TDPDH
80
ns
输出低电平延迟
TDPDL
80
ns
电流检测比较器
输入电流
ICSN
5
uA
VCS_HYS
80
mV
（注 3）
直到VLX =(VIN+VFD)
(VIN -VCSN)从 0.26V开始
下降直到VLX小于 0.5V
电流检测
阈值电压迟滞
辉度控制
最大DIM频率
FDIM
DIM输入高电平
VIH
DIM输入低电平
VIL
DIM迟滞
VDIM_HYS
DIM导通时间
TDIMON
DIM关断时间
TDIMOFF
DIM输入漏电流
IDIM
DIM对内部工作
电压的上拉电阻
RDIM
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20
VCSN = VIN，增大DIM电压
直到VLX小于 0.5V
2.8
V
VCSN = VIN，减小DIM电压
0.6
（注 3）
直到VLX=(VIN+VFD)
DIM信 号 上 升 沿 到 VLX 小
于 0.5 V
DIM信 号 下 降 沿 到 VLX 等
（注 3）
于(VIN+VFD)
mV
100
ns
100
ns
10
500
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V
200
VDIM = 0
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KHz
uA
KΩ
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电特性 (接上一页)
除非特别说明，VIN =15V，CLDO =1uF，L1 =47uH ，RCS =0.62Ω ，TA =25oC
参数
符号
测试条件
最小值
典型值
最大值 单位
LDO特性
LDO输出电压
VCC
VIN从 5.5V到 36V ，
IVCC从 0.1mA到 5mA
4.5
VIN= 12V，
负载调整特性
5.5
V
4
Ω
11
mV
-35
dB
VCC从 0 V到 4.5V
350
us
VIN =24V
0.45
Ω
VIN =12V
0.6
Ω
IVCC从 0.1mA 到 5mA
VIN 从 6V 到 36V，
R
电源调整特性
IVCC= 5mA
电源抑制比
PSRR
VIN =12V，IVCC=2mA，
FIN = 10KHz
启动时间
TSTRAT
功率开关管
导通电阻
RSW
连续电流
ISW_M
漏电流
I LEAK
0.6
uA
过温保护阈值
TOTP
130
o
过温保护迟滞
THYS
15
o
800
R
mA
过温保护
C
P
C
P
注 3：VFD 为二极管 DFW 的正向导通压降。
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典型曲线
除非特别说明，VIN =15V，CLDO =1uF，L1 =47uH ，RCS =0.62Ω ，TA =25oC
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应用指南
LED 电流降为零。
工作原理
QX5243 是一款降压、恒流、高效率
的高亮度 LED 驱动器。芯片内部电路包括
电流比较器、高/低端电压检测比较器、RS
触发器、驱动器、功率开关管、过温保护
电路、参考电压电路 BG 和 LDO 电路等，
如图 2 的内部电路方框图所示。其中，高/
低端电压检测比较器、RS 触发器组成一个
迟滞比较器；参考电压电路提供稳定的比
较阈值电平，并且由于采用内部的修正技
术，保证了输出电流的高精度和低温度漂
移，输出电流精度达到±4%；过温保护电
路在芯片结温过高（130°C）时自动降低
输出电流，保护芯片和系统，从而使得电
路能够安全地输出较大电流，提高了可靠
性。
典型应用电路如图 1 所示，QX5243
和电感L1、电流采样电阻RCS形成一个自振
荡的连续电感电流模式的降压型恒流LED
控制电路。当VIN上电时，电感L1 和电阻
RCS 的初始电流为零，LED的输出电流也为
零。这时候，RS触发器的输出为高电平，
内部功率开关管导通，电流从VIN通过电阻
RCS、LED灯、电感L1 和内部功率开关管
流到地，电流上升的斜率由VIN、电感L1
和LED上的压降决定，电流在RCS上产生一
个电压差(VIN-VCSN)， 当(VIN-VCSN) 大于
0.24V时，RS触发器的输出变为低电平，
内部功率开关管关断，电流以不同的斜率
流过电流采样电阻RCS、LED灯、电感L1
和肖特基二极管DFW，当(VIN-VCSN)小于
0.16V时，功率开关管重新打开。由上述可
知，LED上的平均电流为：
辉度控制
DIM 引脚是辉度控制输入端。当 DIM
为低电平时，关断 LED 电流；当 DIM 为
高电平时，打开 LED 电流。如果不需辉度
控制功能则将 DIM 端悬空。
DIM 引脚采用脉冲宽度调制（PWM）
来实现辉度控制功能。PWM 调光是保持
正向导通电流不变，通过控制电流导通和
关断的比例，在 0%～100%的范围调节亮
度。比如，要控制 LED 亮度为 90%，则
在 PWM 信号的每个周期，电流开通 90%，
如图 3 所示。PWM 调光的频率范围可以
从 100Hz 到 20KHz，为了避免 LED 灯出
现闪烁现象，PWM 调光的频率必须高于
100Hz。
R
R
=
ILED
0.16V + 0.24V 0.2V
=
2 RCS
RCS
(1)
关断模式
QX5243 可以通过在芯片 DIM 管脚接
入 0.6V 以下的电压，实现系统关断，使
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图 3：PWM 辉度控制，LED 亮度为 90%
PWM 调光的优势是 LED 正向导通的
电流一直是恒定的，故 LED 的发光色度就
不会像模拟调光一样变化，从而在精确控
制 LED 发光亮度的同时，也保证了 LED
发光的色度。
欠压保护模式
当输入电压VIN低于VUVLO时，芯片内
部的功率开关管处于关断状态，直到输入
电压高于（VUVLO＋0.5V）时系统才会正
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常启动。输入电压过低通常会导致较多的
功率耗散，降低整个系统的效率，故必须
保证输入输出电压之间适当的电压差。
过温保护
QX5243 内部的过温保护电路在芯片
结温超过 130°C 时会自动降低输出电流，
以保证芯片和系统稳定可靠的工作；当芯
片结温低于 115°C 时，芯片会自动恢复到
正常工作状态。
电阻选择及输出电流设定
输出电流通过连接在VIN，CSN之间
的电阻RCS来设定，输出电流的计算如公式
(1)所示。如果采用精度为 1%的采样电阻，
可以使得LED的输出电流控制在±4%的精
度。
公式(1)成立的前提是DIM端悬空或
外加的DIM端电压高于 2.8V，但又必须低
于VCC。实际上，R CS 是设定了LED的最大
输出电流，通过DIM端的PWM信号调光，
LED实际输出电流能够调小到任意值。
R
R
电感选择
电感的大小会影响工作频率，故电感
的选型还应注意满足 QX5243 应用的最大
工作频率。电感越小工作频率越高。工作
频率的计算公式为：
fSW =
(VIN − n ⋅VLED ) ⋅ n ⋅VLED
VIN ⋅ L1 ⋅ ILED
(2)
其中，n是LED的个数，VLED是一个
LED的前向导通电压。
电感的饱和电流必须要比输出电流高
30%到 50%。LED 输出电流越小，建议采
用的电感值越大。在电流能力满足要求的
前提下，希望电感取得大一些，这样恒流
的效果会更好一些。
二极管选择
管，以保证最大的效率和性能。二极管的
电流能力以及耐压值应保持 30%的余量，
以提高可靠性。当温度高于 85°C时，需特
别注意二极管的反向漏电流，过高的漏电
会增加系统的功率耗散。
输入滤波电容选择
芯片的电源输入管脚 VIN 必须就近
接一个低等效串联电阻（ESR）的 47uF 至
100uF 的滤波电容，ESR 越大，效率损失
会越大。该滤波电容要能承受较大的峰值
电流，并能使电源的输入电流平均，减小
对输入电源的冲击，电容耐压值应高于最
大输入电压并保持一定的余量。
LDO 输出电容选择
LDO 的输出端 VCC 需接一个不小于
1uF 的电容。LDO 最大可提供 2mA 的输
出电流。
PCB 布图注意事项
合理的 PCB 布图 对于提高系统稳定
性以及降低噪声来说很重要。使用多层的
PCB 板是减小噪声的一种很有效的办法。
芯片的管脚VSSM和VSSD应该分别
走线，最后都连到VIN端的输入滤波电容
CIN的接地脚上。VSSM和VSSD的PAD铜
箔以及芯片底部的散热片与PCB的地连成
一大片地，以保证良好的接地以及散热。
尽量减小电阻RCS两端走线引起的寄
生电阻，以保证输出电流的精度。
为了有效减小电流回路的噪声，输入
旁路电容CIN应另行接地，并尽可能靠近芯
片的输入管脚VIN。
电感器请尽量靠近芯片的 VIN 和 LX
管脚，以避免寄生电阻所造成的效率损失。
管脚 LX 处在快速开关的节点，所以
PCB 走线应当尽可能的短。
二极管DFW应选择快速恢复、低正向
压降、低寄生电容、低漏电的肖特基二极
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封装信息
ESOP8 封装尺寸图：
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另行通知。
 泉芯公司一直致力于提高产品的质量和可靠性，然而，任何半导体产品在特定条件下都有
一定的失效或发生故障的可能，客户有责任在使用泉芯产品进行产品研发时，严格按照对
应规格书的要求使用泉芯产品，并在进行系统设计和整机制造时遵守安全标准并采取安全
措施，以避免潜在失败风险造成人身伤害或财产损失等情况。如果因为客户不当使用泉芯
产品而造成的人身伤害、财产损失等情况，泉芯公司不承担任何责任。
 本产品主要应用于消费类电子产品中，如果客户将本产品应用于医疗、军事、航天等要求
极高质量、极高可靠性的领域的产品中，其潜在失败风险所造成的人身伤害、财产损失等
情况，泉芯公司不承担任何责任。
 本规格书所包含的信息仅作为泉芯产品的应用指南，没有任何专利和知识产权的许可暗示，
如果客户侵犯了第三方的专利和知识产权，泉芯公司不承担任何责任。
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