歐創芯OC5502內置MOS同步降壓恒流IC
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OC5502
同步降壓 LED 恒流驅動器
深圳歐創芯半導體有限公司
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OC5502_V1.0 1
典型應用電路圖
概述
OC5502是一款內置MOS的高端電流
檢測同步降壓型高精度高亮度 LED 恒流
驅動控制器。
OC5502 通過一個外接電阻設定輸出
電流,輸出電流可達 2.5A;電流精度
±3%;并可以通過 ADJ 引腳實現 PWM 調
光或線性調光。
系統采用電感電流滯環控制方式,對
負載瞬變具有非??斓捻憫瑢斎腚妷?/span>
具有高的抑制比;其電感電流紋波為 20%,
且工作頻率可達 1MHz。
OC5502 適合寬輸入電壓范圍的應
用,其輸入電壓范圍從 5.5V 到 36V。
OC5502 內置過溫保護電路,當芯片
達到過溫保護點,系統立即進入過溫保護
模式,將降低輸入電流以提高系統可靠性。
OC5502 特別內置了一個 LDO,其輸
出電壓為 5V,可提供 5mA 電流輸出。
OC5502 采用 QFN10 封裝。
特點
◆輸出電流:2.5A
◆效率:95%
◆同步整流
◆高端電流檢測
◆輝度控制頻率:5KHz
◆滯環控制,無需環路補償
◆工作頻率:1MHz
◆電流精度:±3%
◆寬輸入電壓:5.5V~36V
◆過溫保護
◆低壓差工作時,可保持高穩定性
應用領域
◆建筑、工業、環境照明
◆MR16 及 LED 燈
◆汽車照明OC5502
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OC5502_V1.0 2
封裝及管腳分配
QFN10
管腳描述
管腳序號 管腳名稱 描述
1 VSS 接地
2 VDD 內部 LDO 輸出
3 VIN 電源輸入端
4 CS 電流檢測端
5 BST 接自舉電容,內部高邊驅動供電端
6 SW 開關腳,接電感與 MOS 管之間
7 ADJ 調光輸入端,可支持 PWM 調光和模擬調光
8 VIN 電源輸入端
9 SW 開關腳,接電感與 MOS 管之間
10 VSS 接地Current
Sense
Hysterisis
Control Driver_LS
LDO OTP Driver_HS
DIMMING
VIN
CS
BST
SW
ADJ
VDD
VSS
5V
5V
V
IN
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OC5502_V1.0 3
內部電路方框圖
極限參數(注 1)
參數 符 號 描述 最小值 值 單位
電壓
VMAX1 VIN, CS, SW 引腳對地電壓 -0.3 40 V
VMAX2 ADJ, VDD 引腳對地電壓 -0.3 7 V
VBST-SW BST 對 SW 電壓 -0.3 7 V
功耗 PQFN10 封裝功耗 0.8 W
溫度 TA 工作溫度范圍 -20 85
o
C
ESD
TSTG 存儲溫度范圍 -40 120
o
C
TSD 焊接溫度(時間少于 30s) 230 240
o
C
VHBM HBM 2000 V
注 1:極限參數是指超過上表中規定的工作范圍可能會導致器件損壞。而工作在以上極限條件下可能會影響器
件的可靠性。OC5502
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電特性
除非特別說明,VIN =12V,TA =25
o
C
參數 符號 測試條件 最小值 典型值 值 單位
電源電壓
輸入電壓 VIN_MAX 5.5 36 V
欠壓保護電壓 VUVLO
VIN =VCS,VADJ =VCC,
VIN 電壓從 0V 上升
5 5.5 V
欠壓保護滯回 VHYS 0.9 V
電源工作電流 IIN 5 mA
電源待機電流 IST ADJ=0 400 uA
開關頻率
開關頻率 FSW_MAX 1 MHz
電流檢測比較器
檢測電壓高值 VCSH
(VIN -VCS)從 0.1V 上升,
直至 DRV 輸出低電平 220 mV
檢測電壓低值 VCSL
(VIN -VCS)從 0.3V 下降,
直至 DRV 輸出高電平 180 mV
比較器輸入電流 ICS 5 uA
高電平輸出延遲 TDPDH 80 ns
低電平輸出延遲 TDPDL 80 ns
ADJ 腳輝度控制
調光頻率 FADJ 5 KHz
ADJ 輸入高電平 VIH 2.5 V
ADJ 輸入低電平 VIL 0.3 V
ADJ 模擬調光電
壓范圍
VADJ_DC 0.5 2.5 V
ADJ 腳上拉電阻 RADJ 500 kΩOC5502
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ADJ 輸入電流 IADJ VADJ =0 11 uA
LDO 特性
LDO 輸出電壓 VCC
VIN=5.5V~36V
ICC =0.1mA~5mA
5.5 V
負載調整率 ICC=0.1mA~5mA
VIN =12V
4 Ω
線性調整率 VIN =6V~36V,ICC =5mA 11 mV
電源抑制比 PSRR VIN =12V,ICC =5mA,
FIN =10KHz -35 dB
啟動時間 TSTART VCC電壓從 0V 到 4.5V 350 us
內置低端 MOSFET
MOS 管耐壓 VDS 60 V
MOS 管導通內阻 RDSON VGS=5V 70 mΩ
內置高端 MOSFET
MOS 管耐壓 VDS 60 V
MOS 管導通內阻 RDSON VGS=5V 70 mΩ
過溫保護
過溫調節 OTP_TH 140
o
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典型特性曲線(VIN=12/24V, 3 串 LED)
輸出電流與輸入電壓特性曲線 效率與輸入電壓特性曲線
負載調整率特性曲線 線性調光特性曲線IN CS ? ? ? v V V
?v
220L
CS
mV I
R
?
?v
180L
CS
mV I
R
?
0.22 0.18 0.2
2 *
LED
CS CS
I
R R
? ? ?
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應用指南
工作原理
OC5502 是一款內置 MOS 的基于高端電流檢測的同步降壓型高精度高亮度 LED 恒流驅
動控制器。系統通過一個外接電阻設定輸出電流,輸出電流可達 2.5A;電流檢測精度高
達±3%;外圍僅需很少的元件。
系統上電后,定義差值:
(1)
通過典型應用可以看到,負載 LED 上的電流與電感 L 電流以及電阻 RCS上的電流相等。
上電后,電感電流不能突變,故電阻 RCS上的電流為零,于是差值 亦為零;此差值輸入到
芯片內部,與基準電壓(220mV)比較后,使得功率開關管開啟。于是 VIN通過電阻 RCS,電
感 L,負載 LED 以及功率開關管到地形成通路,電感 L 儲存能量,其電流逐漸升高。
當電感電流達到:
(2)
此時,功率開關管關斷;之后,差值 輸入到芯片內部,與基準電壓(180mV)比較后,
使得功率開關管保持關斷狀態。由于電感電流的持續性,電感電流便通過負載 LED 及續流二
極管 D,電阻 RCS釋放能量,其電流逐漸下降。
當電感電流達到:
(3)
此時,功率管開啟;系統進入下一個周期循環。
此系統對于電感電流的控制模式稱為電感電流滯環控制模式,其對負載瞬變具有非???/span>
的響應,對輸入電壓具有高的抑制比,其電感電流紋波為 20%。
電流取樣電阻選擇
系統穩定后,可假設負載 LED 上的電壓穩定,于是可近似認為電感電流呈線性變化。
故由前面敘述可知,電流取樣電阻 RCS上的電流與負載 LED 上電流相等,于是電阻 RCS
的取值決定了負載電流的大小。
(4)
電感選擇
電感值的大小決定系統工作頻率。穩定時,假設負載 LED 電壓為 VLED,輸入電壓 VIN,
電感電流紋波 0.2*ILED,則功率管導通時間:0.2* * LED
ON
IN LED
I L T
V V
?
?
0.2* * LED
OFF
LED
I L T
V
?
( )*
0.2* * *
IN LED LED
SW
IN LED
V V V F
V I L
? ?
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(5)
功率管關斷時間:
(6)
由(5)(6)可得系統工作頻率
(7)
為保證芯片可靠穩定工作,建議其工作頻率低于系統工作頻率 1MHz。
輝度控制
ADJ 引腳是輝度控制輸入端。ADJ 腳電壓低于 0.3V 關斷 LED 電流,高于 2.5V 則全部
打開 LED 電流,PWM 調光的頻率范圍從 100Hz 到 20KHz 以上。為保證輝度控制的線性一
致性,建議其輝度控制頻率低于 5KHz。如果不需要輝度控制功能則將 ADJ 端與 LDO
的輸出端 VDD 短接。
ADJ 管腳也可以通過外加直流電壓 VADJ 實現模擬調光, LED 電流由采樣電阻 RCS
決定。直流電壓 VADJ 的有效調光范圍是 0.5V 到 2.5V。當直流電壓 VADJ 高于 2.5V,輸出 LE
D 電流保持恒定。
LDO 輸出端
LDO 的輸出端 VDD 需接一個大于等于 1uF 的電容。LDO 可提供 5mA 的輸出電流。
輸入電容
電源輸入端 VIN需接 47uF 至 100uF 的濾波電容, 電容的耐壓值應高于輸入電壓。
過溫保護
當芯片溫度過高時,典型情況下當芯片內部溫度超過 140 度以上時,過溫調節開始起作
用:隨溫度升高輸入電流逐漸減小,從而限制輸入功率,增強系統可靠性。OC5502
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