DS_CP2123(24)_CN_V2.0

CHIPHOMERTECHNOLOGY(SHANGHAI)LIMITEDCP2123/24数据手册升压型LED驱动器Jun2012©Copyright2012byChiphomerTechnologyLimited.ConfidentialDate:15/05/2012Page2of191描述CP2123/24是一款特别为白光LED驱动而设计的升压型DC/DC转换器。CP2123采用高达1.4MHz的工作频率（CP2124为1MHz），允许采用小巧的外部电感和电容元件。LED采用串联的连接形式，这样保证流过每个LED的电流相同，从而可以获得一致的亮度。300mV的反馈电压使得在电流设定电阻上消耗的功率很小，尽可能的优化了在白光LED驱动应用时的效率。CP2123/24的开关管的峰值电流可达1200mA，并且可承受高达40V的电压。在单节锂离子电池供电情况下，CP2123/24可驱动最多达33颗LED。随着供电电压升高，CP2123/24可以驱动更多LED，非常适合于中大LCD屏背光应用。CP2123/24内置软启动功能，限制启动时的浪涌电流。CP2123/24内置过流和过热保护，增强了应用的安全性。CP2123为PWM调光，CP2124为一线脉冲调光。CP2123/4采用纤小的SOT23-6L封装，同时提供出众散热能力的DFN-8L封装，在驱动较大负载时，推荐选用DFN封装的产品。若无特别说明，后续文字中CP2123即指代CP2123和CP2124。特性单节锂离子电池可驱动1串12颗LED单节锂离子电池可驱动11串，每串3颗LED高电压（10~24V）供电最多可驱动6串，每串10颗LED内置软启动功能，限制启动时浪涌电流1.4MHz开关频率，PWM调光（CP2123）PWM调光频率支持高达1MHz，频率20kHz以上PWM调光无电容交流声1MHz开关频率，16步线性一线脉冲调光（CP2124）一线脉冲调光无电容交流声较小EMI300mV反馈电压开关管限流1200mA内置过流保护，过热保护待机电流：＜1μA采用纤小的SOT23-6L和DFN-8L封装CP2123/24DatasheetV2.0©Copyright2012byChiphomerTechnologyLimited.ConfidentialDate:15/05/2012Page3of192封装引脚2.1封装Figure1CP2123封装引脚图2.2引脚描述名称SOT序号DFN序号说明SW18开关引脚，外部连接电感和肖特基管，设计时应注意最大限度的缩小该引脚连线的长度以降低EMI。GND21，5接地引脚。FB36反馈电压引脚。内部基准电压为300mV，串联的LED最低端的阴极和电流采样电阻与该引脚连接。LED电流的计算公式为：ILED=300mV/R1。SHDN—————-44使能引脚，内置400KΩ的下拉电阻。该引脚电压高于1.4V，器件开始工作，低于0.4V，器件进入关闭状态。CP2123用作PWM调光控制引脚，CP2124用作一线脉冲控制引脚。OVP53过压保护引脚，接VOUT电容判断是否过压，CP2123A2、CP2124A2默认过压阈值25V，也可在VOUT和OVP之间接电阻，调整过压保护电压值。CP2123B1默认过压阈值40V。VIN62芯片工作电压引脚。必须加1μF或以上的低ESR输入电容，加在该引脚的电压不可超过5.5V。该电压并不一定需要接驳电感作为BOOST的输入电压CP2123/24DatasheetV2.0©Copyright2012byChiphomerTechnologyLimited.ConfidentialDate:15/05/2012Page4of193典型应用CP2123Driving10LEDsCP2123L110µHVINSWR1SHDNGNDCOUTVOUTFBD1VINOFFONCIN1µF3.5~5.5V1µFOVPNCFigure2CP2123应用图1DC/DC系统输入输出电流电压满足公式VIN*IIN*η=VOUT*IOUT。输出电压由串联的LED个数和每个LED的导通电压决定，输出电流由并联LED个数以及每个LED的电流决定。输入电压由系统给出，我们可以很容易的计算输入电流。根据以上的值选取合适的外围器件。假设效率η=80%（实际会高于该值）。每颗LED在20mA电流时导通电压为3.2V。m为每串LED个数，n为串数。VOUT=3.2*m+0.3，IOUT=20*n针对此应用图，输出电压约32.3V，输出电流为20mA。当输入电压3.6V时，输入平均电流约225mA。电感L1推荐采用一个饱和电流500mA，10μH具备低磁芯损耗和低DCR的电感。D1推荐采用一个反向击穿电压不低于40V，导通电流大于500mA的肖特基二极管。输出电容COUT推荐采用1μF,耐压50V的X7R陶瓷电容。OVP引脚悬空，表明系统不会进入OVP状态，此时若出现空载，则芯片会在SW端看到45V高压，并且会消耗较大电流，应避免无OVP时的空载状态出现。Figure3CP2123应用图2CP2123/24DatasheetV2.0©Copyright2012byChiphomerTechnologyLimited.ConfidentialDate:15/05/2012Page5of19针对此应用图，输出电压约9.9V，输出电流为n×20mA，这里假定n=7，输入电压3.6V，输入电流约481mA。电感L1推荐采用一个额定电流1A，10μH具备低磁芯损耗和低DCR的电感。二极管D1推荐采用一个反向击穿电压不低于15V，导通电流大于1A的肖特基二极管。输出电容COUT推荐采用1μF，耐压25V的X7R陶瓷电容。OVP引脚直接接VOUT，VOUT的过压保护电压为25V，一旦检测到VOUT达到25V，系统即停止工作，所有节点电压不高于VIN。22µHVOUTD1CP2123L1R1COUT4.7µFCP2123Driving60LEDsOFFONCIN4.7FVLR2R310~24VR4R5R6SHDNGNDFBVINSWD2ZENER5.6V25V1F3.9kΩ150Ω2N3904BiasCircuitforHighInputVoltageµµOVP300kΩFigure4CP2123应用图3针对此应用图，输出电压约32.3V，输出电流约120mA，假设输入电压12V，输入电流约404mA。电感L1推荐采用一个额定电流1A，22μH具备低磁芯损耗和低DCR的电感。二极管D1推荐采用一个反向击穿电压不低于40V，导通电流大于1A的肖特基二极管。输出电容COUT推荐采用4.7μF,耐压50V的X7R陶瓷电容。OVP引脚经一个300k欧姆电阻接VOUT，VOUT的过压保护电压为40V，一旦检测到VOUT达到40V，系统即停止工作。Figure5CP2123应用图4CP2123/24DatasheetV2.0©Copyright2012byChiphomerTechnologyLimited.ConfidentialDate:15/05/2012Page6of19针对此应用图，外部器件选取同应用图1。由于8颗LED工作电压在25V附近，所以将OVP电压设置成35V。此时接200k电阻在OVP和VOUT之间。若采用CP2123B1，则无需200k电阻，OVP引脚直接接VOUT。CP2123/24DatasheetV2.0©Copyright2012byChiphomerTechnologyLimited.ConfidentialDate:15/05/2012Page7of194订购信息芯片型号工作频率调光默认OVP封装形式RoHS器件标记发货形式CP2123ST-A21.4MHzPWM25SOT23-6L是B23LL注13000Pcs/盘CP2123ST-B11.4MHzPWM40SOT23-6L是B23LL3000Pcs/盘CP2123DN-A21.4MHzPWM25DFN-8L是B23LLL注23000Pcs/盘CP2124ST-A21MHz一线脉冲25SOT23-6L是B24LL3000Pcs/盘CP2124DN-A21MHz一线脉冲25DFN-8L是B24LLL3000Pcs/盘注1：B23LL中“LL”为lotnumber注2：B23LLL中“LLL”为lotnumberCP2123/24DatasheetV2.0©Copyright2012byChiphomerTechnologyLimited.ConfidentialDate:15/05/2012Page8of195工作条件5.1极限工作条件*参数范围VIN对地电压-0.3V~6VSW，OVP对地电压-0.3V~45VSHDN，FB对地电压-0.3V~6V最大连续功耗（TA=25℃）0.45W工作环境温度范围-40℃~85℃SOT23-6L封装热阻θJA220℃/WDFN8封装热阻θJA80℃/W最大结温125℃贮存温度范围-65℃~150℃焊接温度（焊接时间10秒）260℃ESD参数人体模型（100pF电容，串联1.5KΩ）2000VLatch-up200mA*注意：如果器件工作条件超过上述各项极限值，可能对器件造成永久性损坏。上述参数仅是工作条件的极限值，不建议器件工作在推荐工作条件以外的情况。器件长时间工作在极限工作条件下，其可靠性可能受到影响。5.2推荐工作条件参数范围电源电压VIN2.7V~5.5V工作结温-40~125℃℃SW，OVP管脚0～40VCP2123/24DatasheetV2.0©Copyright2012byChiphomerTechnologyLimited.ConfidentialDate:15/05/2012Page9of196功能方框图Figure6CP2123功能方框图CP2123/24DatasheetV2.0©Copyright2012byChiphomerTechnologyLimited.ConfidentialDate:15/05/2012Page10of197工作原理CP2123是一种恒定频率的电流模式控制的BOOST型DC/DC转换器，可以提供优秀的电压和负载调节能力。CP2123的工作原理参考功能方框图。CP2123具备一个内置的1.4MHz的振荡器（CP2124内置1MHz振荡器），在每个振荡周期的起始，RS触发器被置位，开关管导通。一个采样管采样开关管的电流，并且把与电流成比例的电压反馈回去与斜坡发生器产生的斜坡电压相叠加，然后这个电压被送到比较器A2的正端。A2的负输入端的电压是来自于反馈电压FB与内部的基准电压300mV之差的放大信号，并且为了环路稳定，该信号经过内部的RC和CC的补偿处理。误差放大器A1在整个环路的稳定中起到了重要的作用，如果反馈电压比较低，误差放大器的输出电压增大，将导致开关管开启的时间更长，有更多的电流被传递至输出端，如果反馈电压较高，误差放大器的输出电压减小，将导致开关管的开启时间变短，将会有更少的电流被传递至输出端。CP2123/24DatasheetV2.0©Copyright2012byChiphomerTechnologyLimited.ConfidentialDate:15/05/2012Page11of198应用信息8.1效率采用CP2123驱动LED负载，绝大部分应用的效率在75%～85%之间。过低的效率可能是由于系统不稳定引起（即便如此，不影响驱动恒流型负载）。比如输出电容过小或输出电容损坏所致。更小的电感和更大的输出电容都有利于CP2123的boost系统稳定，但更小的电感将导致更大的电流纹波，随着负载降低，系统容易进入DCM模式，对效率有负面影响。开关电源系统在负载特别小的情况下，系统效率通常不高。8.2LED电流控制LED电流由反馈电阻来控制，反馈电压VFB为300mV时LED电流的计算公式为：IL