SN3938-SN3918升级版CN-P0.1

SN3938June.2012P0.11SI-ENTechnology具有节能模式的通用LED驱动器概述SN3938是一款峰值电流检测降压型LED驱动器，工作在恒定关断时间模式。它允许输入电压范围从10VDC到450VDC或110VAC/220VAC驱动高亮度LED。SN3938带有独特的节能模式，芯片自动检测外部开关动作。当开关断开4秒（典型值）以内就进行接合，芯片自动改变输出功率。节能模式有两档式、三档式，档数可通过芯片的引脚DIM1、DIM2进行设置。SN3938既可以通过PWM信号调整LED亮度，接受的占空比为0%-100%，其还可通过0.5V~2.5V电压线性调整LED亮度。SN3938采用峰值电流模式控制，该控制器不需要任何环路补偿，便能取得良好的输出电流调节。特点用户可设置的节能模式高达3%的输出恒流精度过电流、短路保护和过温度保护效率高达95%更强MOS驱动能力宽输入电压范围：从10VDC到450VDC或85Vac到265Vac线性和PWM调光极少的外围元件应用DC/DC或AC/DC恒流LED驱动器信号与装饰照明背光LED驱动器典型应用电路SN3938June.2012P0.12SI-ENTechnology引脚结构封装引脚结构SOP-8引脚描述引脚名称引脚序号描述DIM11通过对这两引脚来设置节能模式的档数，具体如下：DIM1=“悬空”DIM2=“悬空”，无节能模式；DIM1=“悬空”DIM2=“接地”，100%-30%-100%；DIM1=“接地”DIM2=“悬空”，100%-50%-100%；DIM1=“接地”DIM2=“接地”，100%-50%-20%-100%。DIM22ADJ3线性调光和PWM调光输入引脚,线性调光电压范围:0.5V-2.5V。当VADJ0.5V，GATE输出关闭。当0.5V≤VADJ≤2.5V,VCSTH=VADJ/10。当VADJ2.5V，VCSTH=0.25V。当该引脚浮空时内部上拉到4.0V（典型值），VCSTH=0.25V。推荐PWM调光频率范围:200Hz-1KHz。GND4内部所有电路的接地引脚。该引脚接到驱动电源的公共地。GATE5该引脚连接到外部NMOS的栅极。CS6峰值电流检测引脚，通过外部感应电阻检测NMOS电流。TOFF7一个外部的电阻连接该引脚和地，来设置恒定关断时间。VIN810V-450V的电压通过外部的一个电阻输入到该引脚，内部稳压9V（典型值），同时必须接一个电容到地。订货信息产品型号封装形式包装规格绿色标准工作温度范围SN3938ID08ESOP-82500unitsRoHS-40°Cto85°CSN3938-----------ID08E环境代码E：RoHS引脚代码08:8个引脚封装类型D：SOP工作温度范围I：工业标准SN3938June.2012P0.13SI-ENTechnology最大极限值参数最大限定范围单位VIN,GATE引脚对地电压-0.3-13.0VDIM1,DIM2,CS,ADJ,TOFF引脚对地电压-0.3-6.0VVIN引脚最大输入电流(NOTE1)10mA工作温度范围(TA=TJ)-40-125oC结温范围-40-150oC芯片存储温度-65-150oCESD（人体模型）4000V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。上述参数仅仅是工作条件的极限值，不建议器件工作在推荐条件以外的情况。器件长时间工作在极限工作条件下，其可靠性及寿命可能受到影响。电气特性(测试条件：VINDC=20V,RIN=1.5KΩ,CIN=10uF(note2),ADJ悬空,T=25°C,除非特别指出)(NOTE3)符号参数条件最小值典型值最大值单位VINDCDC输入电压范围在输入电压与VIN引脚之间接一个合适的电阻10450VVclampVIN钳位电压8910VUVLO欠压闭锁阈值VIN下降7V△UVLO欠压闭锁迟滞1.6VIIN静态工作电流VIN=Vclamp，Gate引脚悬空450700uAIIN,UV欠压时静态工作电流VIN=UVLO200350uAVCSTH峰值电流检测阈值电压245250255mVTBLANK电流检测消隐时间VCS=VCSTH+50mV500nsTOFF恒定关断时间REXT=250KΩ9.81010.2usVADJPWM输入电压高阈值(note4)2.5VPWM输入电压低阈值(note4)0.5V模拟调光输入电压范围0.52.5VTrGATE从0.1*Vclamp上升到0.9*Vclamp的时间GATE与GND之间外接1nF电容6080nsTfGATE从0.9*Vclamp下降到0.1*Vclamp的时间GATE与GND之间外接1nF电容5080nsTP过温度保护阈值150oC△TP过温度保护迟滞20oCVOCP过流保护电压阈值0.4VTOFF_reset过电流保护TOFF重置时间2.546msTMAX节能开关动作最大间隔时间4sNote1:如果输入电流超过10mA，VIN引脚将无法精确钳位在9V.Note2:VINDC是输入电压，当VINDC9V时，输入电压与芯片VIN引脚之间必须要连接一个合适阻值的电阻.Note3:芯片量产测试是在25°C下进行，设计、工艺和特征化分析可以保证芯片正常工作在其他温度。Note4:当VADJ2.5V时，输出电流是初始设置电流的100%；当VADJ0.5V时，输出电流为零；当0.5V≤VADJ≤2.5V时，输出电流处于模拟调光.SN3938June.2012P0.14SI-ENTechnology内部原理图SN3938June.2012P0.15SI-ENTechnology应用信息SN3938采用优化的峰值电流模式控制方法驱动LED，这种控制方法不需要高位电流检测或设计任何闭环控制，便能获得相当准确的LED电流控制。该IC采用极少的外部元件，并且可以通过节能模式、线性调光和PWM调光改变LED的电流。连接到TOFF引脚的电阻决定内部振荡器的恒定关断时间。该振荡器产生周期脉冲。这些脉冲作用于SN3938内部的SR触发器从而控制栅极驱动器打开。当NMOS开启时，通过电感的电流开始增加。该电流经外部感应电阻器RCS，并在CS引脚产生一个斜坡电压。两个比较器不断将CS引脚的检测电压与ADJ引脚的1/10分压电压、内部的250mV的电压同时进行比较，当消隐时间完成后，比较器的输出将重置触发器。无论哪个比较器的输出上升，触发器都将重置，GATE输出电压拉低。检测电流的电阻为：LEDCSTHCSIKVR)2/1(VCSTH:当VADJ0.5V，GATE输出关闭；当0.5V≤VADJ≤2.5V,VCSTH=VADJ/10；当VADJ2.5V，VCSTH=0.25V；当ADJ引脚悬空时内部上拉到4.0V（典型值）,VCSTH=0.25V。K：为纹波电流系数，推荐选值范围：1-1.8。恒定关断时间峰值电流控制方式可以运行在占空比大于0.5，并且固有的输入电压抑制使得LED电流不随输入电压的变化而变化。输入电压调整VIN引脚内部钳制电压为9V（典型值），需外部提供一个电压（大于9V），一个合适的上拉电阻和一个低ESR的电容器来给芯片供电。以提供一个低阻抗的高频电流路径来保证栅驱动电流。VIN引脚的输入电流是芯片内部电路的0.45mA电流和栅极驱动电流之和（该电流取决于开关频率和外部NMOS的栅极电荷）。sGINfQmAI45.0在上式中，fs是开关频率，GQ是外部NMOS的栅极电荷（可以从NMOS的数据表中得到）电流检测CS端连接到内部的两个比较放大器的输入端。其中一个比较器的反相输入端内接参考电压，而另一个比较器的反相输入端连接到ADJ引脚的1/10分压点。两个比较器的输出均反馈到或门，通过或门输出反馈到触发器的重置引脚。因此，反相端电压低的比较器决定何时关闭输出。比较器的输出还包括一个典型的500ns消隐时间，防止外部NMOS开关尖峰电流而造成的误关断。在一些特殊情况下，这种内部消隐可能没能有效地过滤掉开关尖峰电流。此时，需要在RCS与CS引脚之间连接一个外部RC滤波器。请注意，比较器的响应时间很快（典型的30nS的响应时间）。因此，适当的布局将最大限度地减小外部干扰触发这些比较器。振荡器SN3938内部的振荡器是由一个连接在TOFF引脚的电阻REXT控制的。振荡器的恒定关断时间是由以下方程式确定的：EXTRsToff121040)(节能模式SN3938检测外部开关动作，调整输出功率的大小来实现节能。外部开关K动作分为两种，一种是“正常开关动作”，指外部开关“断开”与“接合”的时间间隔大于4S（典型值）。另一种是“节能开关动作”，指外部开关“断开”与“接合”的动作间隔时间在4S（典型值）以内。在节能模式时，输出功率与DIM1和DIM2引脚的设置关系如下表：DIM1DIM2档数和节能比例悬空悬空无节能模式悬空接地两档：100%-30%-100%接地悬空两档：100%-50%-100%接地接地三档：100%-50%-20%-100%在电源“正常开关动作”时，输出电流为额定值（100%）。“节能开关动作”控制过程与DIM1、DIM2引脚设置为：1、当DIM1引脚和DIM2引脚都悬空时，不进入节能模式。2、当DIM1引脚悬空，DIM2引脚接地时，输出SN3938June.2012P0.16SI-ENTechnology电流按以下规律转换：第一次“节能开关动作”，电流从100%转换到30%。第二次“节能开关动作”，电流从30%转换到100%。第三次“节能开关动作”，与第一次“节能开关动作”相同。接下来依次类推。3、当DIM1引脚接地，DIM2引脚悬空时，输出功率按100%-50%-100%切换；与上一种设置类似。4、当DIM1引脚和DIM2引脚都接地时，输出功率按100%-50%-20%-100%切换，与上一种设置类似。若DIM1引脚和DIM2引脚都悬空或者在节能模式中进行“正常开关动作”，则输出电流为100%状态。注意：由于在外部开关断开、切断供电后，芯片需要保证工作4S进行计时，因此芯片VIN外接电容容量必需足够大。线性调光一个外部的0.5V~2.5V的电压连接到ADJ引脚来调整LED电流。有两种情况可能用到这个引脚：在无法通过改变RCS的值得到需要的LED电流时，一个从VIN引脚连接到ADJ引脚的外部分压器可以用来获得一个低于2.5V的电压。相当于改变RCS端的峰值检测阈值。VIN引脚与ADJ引脚之间连接一个电阻，再在ADJ与地之间连接一个NTC热敏电阻，便可以实现温度补偿功能。当ADJ引脚的电压小于0.5V时，芯片将关闭。PWM调光PWM调光是通过在ADJ引脚施加一个低频率方波信号实现。当PWM信号为低电平时，栅极驱动器被关闭；当PWM信号为高电平时，栅极驱动器被启动。PWM信号不会关闭该芯片的其他部分，SN3938对PWM信号的响应很快。LED电流的上升和下降的速度完全是由电感线圈电流的上升和下降速率决定的。如要禁用PWM调光功能，请将ADJ引脚悬空。SN3938June.2012P0.17SI-ENTechnology应用举例输入电压：Vin=220VAC输出：Vo=40V（12个1W的LED串联，Vf=3.3V）ILED=0.35A1、VIN供电电路因为sGINfQmAI45.0，假设计算得出IIN=1mA，则KIVINVinRININ21119220选择RIN=215KΩ，采用2个430KΩ/0.5W电阻并联以提高电阻的寿命。CIN推荐固定采用10uF/25V贴片电容。2、恒定关断时间（TOFF）假如设定开关频率为50kHz(周期T=20uS)，占空比：%18.1822040VinVoD(占空比由输出电压和输入电压比决定)，则uSuSDTTOFF36.16%)18.181(20)1(，恒定关断时间TOFF是由：EXTRsToff121040)(决定的。求得REX