FM7021B

FM70xx系列非隔离降压型LED驱动IC第1页共9页Version1.1概述FM70xx是一款高精度高效率离线非隔离降压型LED恒流驱动芯片。FM70xx采用临界准谐振工作模式，实现高的系统转换效率，EMI特性好，采用专利的开关电源谷底检测技术。可采用更小尺寸的电感，无续流二极管的反向恢复问题，无需补偿电路；内置线电压补偿，无需增加电流补偿电路便可满足±3%的电流精度。FM70xx内置500V耐压功率管，能有效降低系统的成本。内置自适应导通时间及软启动，确保系统在上电及关灯瞬间无电流过冲，保障了整灯的使用寿命。FM70xx集成了多种保护功能：防回闪，欠压锁定，前沿消隐，LED开路保护，过流保护，环路开路保护，LED短路保护，大大增加了系统的可靠性。FM70xx提供SOP-7和DIP-8两种封装。特点高效的临界工作模式专利的开关电源谷底检测技术防回闪技术±3%的输出恒流精度，单芯片±1%精度内置500V功率管开关机瞬间输出电流无过冲内置逐周期的电流限制及前沿消隐输出过压可调节LED开/短路保护LED过压保护无需环路补偿应用LED面板灯、筒灯LED日光灯其它LED照明订购信息型号封装形式MOS电流FM7020BSOP70.8AFM7021BSOP71AFM7022SB/FM7022DBSOP7/DIP82AFM7023SB/FM7023DBSOP7/DIP83AFM7024BDIP84A引脚定义及说明典型应用电路SOP7DIP8管脚号管脚名称描述1GND信号和功率地1OVP开路保护电压调节3NC无连接4VCC芯片电源端5,6D内部功率管高压输入端7,8CS原边电流检测管脚FM70xx系列非隔离降压型LED驱动IC第2页共9页Version1.1RLCLD0L0RCSRSTCVCCFM70XXVCCNCOVPGNDCSDDROVPCVIND2D1D4D3VINACLED0图1：FM70XX典型应用电路极限参数(Note1)参数最大限定范围单位Vcc–Gnd-0.3~30VOvp-Gnd-0.3~9VVc-Gnd0.3~550VCs-Gnd0.3~9V工作温度范围-40to125°C结温范围-40to150°C存储温度范围-60to150°C静电保护人体模式4000V静电保护机器模式500VNote1:最大极限值是指在实际应用中超出该范围，将极有可能对芯片造成永久性损坏。以上应用极限值表示出了芯片可承受的应力值，但并不建议芯片在此极限条件或超出“推荐工作条件”下工作。芯片长时间处于最大额定工作条件，将影响芯片的可靠性。FM70xx系列非隔离降压型LED驱动IC第3页共9页Version1.1电气特性(除非特别说明，VCC=15V且Ta=25℃)描述符号最小值典型值最大值单位Ovp管脚部分OVP管脚输出电压Vovp2.5VCs管脚部分过流限制电压Vcs0.4700.4800.490V前沿消隐时间Leb500nSVcc管脚部分启动电流Istart330uAVcc钳位电压Vcc_clamp15VVcc启动电压Vcc_on12.7VVcc欠压保护Vcc_uvlo7.1VVcc静态工作电流Iccq0.19mA内部时间控制功率管最小关闭时间Toff_min4us功率管最大关闭时间Toff_max250us功率管最大导通时间Ton_max40us功率管FM7020B功率管导通电阻Rds_on12.5ohmFM7021B8.7FM7022SB/FM7022DB5.6FM7023SB/FM7023DB2.4FM7024B1.9功率管击穿电压Bvd_SS500530VFM70xx系列非隔离降压型LED驱动IC第4页共9页Version1.1功能模块图芯片内部结构框图驱动谷底检测逻辑控制状态机基准电压栅极驱动DCSVCC0.48VGNDOVP12.7V7.1VOVP保护钳位图2：芯片内部结构框图FM70xx是一款用于LED照明的恒流型开关电源控制芯片，采用非隔离降压型拓扑架构，内置专利的开关电源谷底检测技术。采用临界导通模式实现高效率和低的电磁干扰。内置线电压补偿电路，实现高精度恒流，且系统成本极低，只需要很少的外围组件就能达到优异的恒流指标。FM70xx系列非隔离降压型LED驱动IC第5页共9页Version1.11、启动电路当系统上电之后，如图1所示，输入电压VINAC通过启动电阻RST对电容CVCC进行充电。当电容CVCC电压达到芯片启动电压Vcc_on，芯片内部控制电路开始工作。FM70xx内置15V稳压管，用于钳制电源电压，无需辅助绕组或反馈供电。电源的启动延迟时间Tsd可得：Tsd=0.25RST*CVCC*Vcc_on*[1÷(VINAC*1.414－Vcc_on－RST*Istart)＋2.122÷VINAC]其中：Vcc_on为芯片启动电压Istart为芯片启动电流VINAC为AC电压启动电路图FM70XXVCCGNDRSTCVCCRST0ZST0图3：启动电路原理图FM70xx系列非隔离降压型LED驱动IC第6页共9页Version1.12、输出恒流设置芯片内部采用逐周期检测电感峰值电流检测，CS端连接到内部的峰值电流比较器输入端，与内部基准电压进行比较，从而控制功率管开关。恒流设置原理图RLCLD0L0RCSFM70XXGNDCSDDLED0图4：恒流设置原理图芯片工作在临界导通模式LED输出电流为：Iout=0.486*Vcs÷Rcs其中：Vcs是芯片内部电流比较门限值Rcs是电流检测电阻阻值即输出电流可以根据合理设置电流采样电阻得到。与电感量没有关系。FM70xx系列非隔离降压型LED驱动IC第7页共9页Version1.13、电感计算本芯片工作在电感电流临界模式，一个工作周期的起始和结束点电感电流均为零。所以，电感峰值电流是输出电流的两倍，可知：Ton=2.1*L*Iout÷(VINAC*1.414–Vout)Toff=2.1*L*Iout÷Vout其中：Vout是系统输出电压Rcs是电流检测电阻阻值在确定好系统的工作频率Freq(kHz)及周期T(us)之后，即可确定电感的计算公式为：L=Vout*(VINAC*1.414－Vout)*(T-1)÷(2*Iout*VINAC*1.414)4、输出过压保护及开路保护当LED开路时，系统自动触发过压保护并停止开关工作，进入打嗝模式。开路保护电压可以通过OVP管脚来调节。一旦根据系统需求设定了输出过压保护点Vout_ovp，所接电阻的计算公式为：Rovp=8.3*2.1*L*Iout÷Vout_ovp*109ohm5、FM70xx设计技巧在设计FM70xxPCB板时，遵循以下原则会有更佳的性能：Vcc旁路电容应尽量紧靠芯片Vcc和Gnd引脚。缩小功率环路的面积，如变压器主级、功率管以及反馈电阻间的环路面积可以有效减小EMI辐射。CS采样电阻的地线应直接连到芯片地，以提高采样精度。FM70xx系列非隔离降压型LED驱动IC第8页共9页Version1.1封装信息SOP-7DIP-8FM70xx系列非隔离降压型LED驱动IC第9页共9页Version1.1