如韵电子 CONSONANCE 高端电流检测开关式高亮度 LED 驱动集成电路 CN5820 概述： 特点： CN5820 是一款工作于4V到28V的降压型恒流高 亮度LED驱动集成电路。 LED电流通过一个外部 电流检测通电阻设置，精度可达5%。通过DIM 管 脚可以实现LED亮度调整功能，调光方式可以是 PWM调光，也可以是模拟调光。 由于采用滞环控制方式，CN5820对负载瞬变具有 非常快的响应速度，对输入电压具有高的抑制比。 电感电流纹波为20%。最高工作频率可达2MHz。 工作温度范围从-40℃到85℃。 CN5820采用6管脚的SOT23封装。 工作电压范围：4V 到 28V 高端电流检测 可以采用PWM调光或模拟调光方式 PWM调光频率最高20kHz 滞环控制：响应速度快，无需补偿 高达2MHz工作频率 恒流输出，±5%电流精度 高达25W输出功率 5V，5mA内部稳压器 工作温度范围：－40℃到85℃ 6管脚SOT23封装 产品无铅，满足rohs指令要求，不含卤素 管脚排列图： 应用： 建筑，工业，环境照明 汽车尾灯，雾灯，RCL，DRL MR16 及其他 LED 灯 指示灯，应急灯 手电筒 www.consonance-elec.com CSN 1 DIM 2 VIN 1 3 CN5820 6 GND 5 DRV 4 VCC REV 1.0 如韵电子 CONSONANCE 典型应用电路： 输入电源 L1 RCS D1 C1 1 CSN GND 6 100nF 2 3 CN5820 NMOS 5 DIM DRV VIN VCC 4 C2 图1 典型应用电路 订购信息： 器件型号 CN5820 www.consonance-elec.com 封装形式 SOT23-6 包装 盘装，每盘 3000 只 2 工作环境温度 －40℃ 到 85℃ REV 1.0 如韵电子 CONSONANCE 功能框图： 图 2 功能框图 管脚描述： 序号. 名称 功能描述 1 CSN 电流检测负输入端。在VIN管脚和CSN管脚之间接一个电流检测电阻RCS， 用以检测LED电流。正常工作时，(VIN－CSN)的平均值被调制在160毫伏。 2 DIM LED亮度控制输入端。当DIM管脚电压低于0.4V时， DRV管脚输出低电 平，LED被关断； 当DIM管脚电压大于1.2V时， DRV管脚按照正常的占空比输出开关信号， LED平均电流为(0.16V／RCS)； 当DIM管脚电压在0.4V到1.2V之间时，CN5820处于模拟调光状态，LED电 流随着DIM管脚电压的升高而增大，随着DIM管脚电压的下降而减小，LED 平均电流为(0.133×VDIM／RCS)。 3 VIN 电源正输入端。VIN管脚为CN5820内部电路提供工作电源，同时也是LED 电流检测的正输入端。 4 VCC 5V电压输出端。 外接4.7uF或10uF电容，提供5V输出电压，最大电流输出 能力5毫安。 5 DRV 功率管栅极驱动端。连接到外部N沟道场效应晶体管的栅极。 6 GND 电源地。 极限参数 最大结温………..….........................………...150℃ 工作温度范围…................................－40℃ to 85℃ 存储温度……………..……….......－65℃ to 150℃ 焊接温度………………………………...…...260℃ VIN ,CSN to GND…………………－0.3V to 32V VCC to GND………………….……－0.3V to 6.5V CSN to VIN…………………………－0.3V to 0.3V DIM，DRV……………………….. －0.3V to VCC 超出以上所列的极限参数可能造成器件的永久损坏。以上给出的仅仅是极限范围，在这样的极限条件下 工作，器件的技术指标将得不到保证，长期在这种条件下还会影响器件的可靠性。 www.consonance-elec.com 3 REV 1.0 如韵电子 CONSONANCE 电气参数： (VIN = 12V，TA＝－40°C to +85°C，典型值在 TA＝+25°C 时测得，除非另有说明。) 参数 符号 测试条件 最小 典型 输入电压范围 VIN 工作频率 fSW 工作电流 IVIN VDIM＜0.4V 检测电压高端阈值 VCSHI (VIN－VCSN) 从0V上升， 直到VDRV ＜0.5V 176 mV 检测电压低端阈值 VCSLO (VIN－VCSN) 从0.22V下降， 直到VDRV＞ (VCC－0.5V) 144 mV 电流检测阈值电压迟滞 CSHYS 32 mV 输出高电平传输延时 tDPDH (VIN－VCSN)从0.22V降到0V 82 nS 输出低电平传输延时 tDPDL (VIN－VCSN)从0V上升到0.22V 82 nS CSN管脚输入电流 ICSN 4 350 460 最大 单位 28 V 2 MHz 570 uA 电流检测比较器 1 uA DRV管脚 DRV管脚输出电流 VCSN＝VIN, VDRV＝0.5×VCC DRV管脚灌入电流 VCSN＝VIN－0.22V， VDRV＝0.5×VCC DRV输出高电平 VOH IDRV＝5mA DRV输出低电平 VOL IDRV＝－10mA VCC IVCC＝0.1mA 到 5mA， VIN＝5.5V 到 30V 0.5 A 1 A VCC－0.5 V 0.5 V 5.5 V VCC管脚 输出电压 负载调整特性 输入电源调整特性 4.5 IVCC＝0.1mA 到 5mA， 5 Ohm VIN＝6V到28V，IVCC＝3mA 6 mV 输入电源抑制比 PSRR IVCC＝3mA，fIN＝10kHz －35 dB 启动时间 tSTART VCC＝0 to 4.5V 350 uS DIM管脚 最大DIM频率 fDIM DIM输入高电平 VIH VCSN ＝ VIN, 增 加 DIM的 电 压 直到VDRV ＞(VCC－0.5V) DIM输入低电平 VIL VCSN ＝ VIN, 减 小 DIM的 电 压 直到VDRV ＜0.5V DIM导通时间 tDIMON DIM 上升沿到VDRV＝0.5VCC, VCSN＝VIN , CDRV = 1nF 100 nS DIM关断时间 tDIMOFF DIM 下降沿到VDRV＝0.5VCC, VCSN＝VIN , CDRV = 1nF 100 nS DIM管脚漏电流 www.consonance-elec.com 20 1.2 V 0.4 VDIM = 5V 1 VDIM = 0V -1 4 kHz V uA REV 1.0 如韵电子 CONSONANCE 详细描述： CN5820是一款工作于4V到28V的降压型恒流高亮度LED驱动集成电路。芯片内部包括低电压保护电路， 高精度电压基准源，5V电压调制单元，调光单元，高速电压比较器和栅极驱动电路等，最高工作频率可 达2MHz。LED电流通过一个外部高端电流检测电阻设定，电流精度可达5%。LED电流纹波为20%。 通过DIM 管脚可以实现LED亮度调整功能，调光方式可以是PWM调光，也可以是模拟调光。 CN5820特别适合宽输入电压范围的应用。由于采用滞环控制方式，CN5820 对负载瞬变具有非常快的响 应速度，对输入电压具有较高的抑制比。 应用信息： 关于输入电压范围 CN5820 在输入电压在 4V 到 28V 的范围内均能正常工作，输出恒定电流，驱动 LED。但是在输入电压 在 4V 到 5.5V 之间时，VCC 管脚输出电压可能低于 5V。 5V电压调制器 VCC 管脚为 CN5820 内部 5V 电压调制器的输出，最大电流输出能力 5 毫安。VCC 管脚到地之间需要接 一个 4.7 微法或 10 微法的滤波电容。 设置LED电流 CN5820通过连接在VIN和CSN之间的电流检测电阻RCS设置LED电流。LED电流计算公式为： ILED = 0.16V / RCS 其中， ILED是通过LED的电流，单位是安培(A) RCS是电流检测电阻值，单位是欧姆(Ω) 例如，如果要使LED电流为1A，则： RCS= 0.16V/1A = 0.16Ω 电流检测电阻RCS消耗的平均功率为0.16×ILED。 LED亮度调整 DIM管脚是LED亮度控制输入端，可以实现PWM调光和模拟调光两种方式。 当DIM管脚电压低于0.4V时，DRV管脚输出低电平，LED没有电流流过； 当DIM管脚电压大于1.2V时，DRV管脚按照正常的占空比输出开关信号， LED平均电流为(0.16V／RCS) 当DIM管脚电压在0.4V到1.2V之间时，CN5820处于模拟调光状态，LED电流随着DIM管脚电压的升 高而增大，随着DIM管脚电压的下降而减小，LED平均电流为(0.133×VDIM／RCS)。 如果不需要LED亮度控制功能，则将DIM管脚与VCC管脚连接在一起即可。 如果采用PWM调光模式，那么只要在DIM管脚直接输入PWM信号即可，PWM信号的高电平应该大于 1.2V。 如果采用模拟调光方式，那么既可以采用在DIM管脚直接施加0.4V到1.2V的电压，也可以采用电位器调 光，如图3所示。在图3中，电阻R2为电位器，R3用来设置DIM管脚的最低电压，通过调整R2的电阻值， 使得DIM管脚电压在0.4V和1.2V之间变化，即可实现模拟调光。R1，R2和R3的电阻值之和应该大于10K 欧姆。 www.consonance-elec.com 5 REV 1.0 如韵电子 CONSONANCE 图3 利用电位器调光 LED电流调制 CN5820通过芯片内部的高速电压比较器调制LED电流，如图4所示。 图4 电流调制原理 在N沟道MOS场效应晶体管导通期间，输入电压对电感充电，电感电流增加，当电流检测电阻两端的电 压达到176毫伏时，DRV输出低电平，关断MOS场效应晶体管；在MOS场效应晶体管关断期间，电感放 电，电流减小，当电流检测电阻两端的电压减小到144毫伏时，DRV输出高电平，MOS场效应晶体管导通。 开关频率由下面的公式决定： www.consonance-elec.com 6 REV 1.0 如韵电子 CONSONANCE 其中： fSW是开关频率 L是电感值 n是LED个数 VLED是每一个LED导通压降 △V＝（VCSHI-VCSLO） VIN为输入电压 RCS为电流检测电阻 MOS管的选择 CN5820需要使用一个外部N沟道MOS场效应晶体管。选择MOS场效应晶体管应考虑最高输入电压，LED 电流，开启电压和开关频率等因素。MOS场效应晶体管的击穿电压应该大于最高输入电压；较低的导通 电阻和较低的总栅极电荷(Qg)有助于提高效率；开启电压要保证MOS场效应晶体管在工作电压最低端仍 能完全导通。 在输入电压低于20V，LED电流小于1.5A的情况下，可以使用CN2302。 续流二极管的选择 在图1中的二极管D1为续流二极管。为了提高效率，续流二极管的正向导通电压要尽量低，最好使用肖特 基二极管；续流二极管通过电流能力要比所设置的LED电流大；击穿电压要大于最高输入电压。 输入滤波电容 电源输入端VIN和地之间需要接一个至少为1微法的滤波电容,如果输入电源的输出阻抗比较大或者连接 导线比较长，电容值要相应增加；电容的耐压应高于最大输入电压。 PCB设计注意事项 良好的 PCB 布线对降低开关损耗和保证稳定的工作非常重要。 如果可能的话，尽量使用多层 PCB 布线，以增强抗干扰能力。 大电流的地线，输入滤波电容的地线和 N 沟道ＭＯＳ场效应晶体管的源极要分别连到 PCB 上同一个点(星 型连接)。 为了保证尽可能低的电磁辐射，续流二极管，N 沟道ＭＯＳ场效应晶体管，电感，输入滤波电容和 LED 的引线要尽量短，连接这些元器件的铜皮的面积要尽量小。 电流检测电阻 RCS 要尽量靠近输入电源和输入电源的滤波电容。 www.consonance-elec.com 7 REV 1.0 如韵电子 CONSONANCE 封装信息 本文中所描述的电路仅供参考，上海如韵电子有限公司对使用本文中所描述的电路不承担任何责任。 上海如韵电子有限公司保留对器件的设计或者器件的技术规格书随时做出修改而不特别通知的权利。 www.consonance-elec.com 8 REV 1.0