TC6833D非隔离降压型 LED恒流控制器.docx

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TC6833D非隔离降压型LED恒流控制器

概述

TC6833D是一款高精度降压型LED恒流驱动芯片。

芯片工作在电感电流临界连续模式，适用于85Vac~265Va全范围输入电压的非隔离降压型LED恒流电源。

TC6833D芯片内部集成500V功率开关，采用专利的驱动和电流检测方式，芯片的工作电流极低，无需辅助绕组检测和供电，只需要很少的外围元件，即可实现优异的恒流特性，极大的节约了系统成本和体积。

TC6833D芯片内带有高精度的电流采样电路，同时采用了专利的恒流控制技术，实现高精度的LED恒流输出和优异的线电压调整率。

芯片工作在电感电流临界模式，输出电流不随电感量和LED工作电压的变化而变化，实现优异的负载调整率。

TC6833D具有多重保护功能，包括LED开路/短路保护，欠压保护，芯片温度过热调节等。

特点

Ø电感电流临界连续模式

Ø内部集成500V功率管

Ø无需辅助绕组检测和供电

Ø芯片超低工作电流

Ø宽输入电压

ر5%LED输出电流精度

ØLED开路保护

ØLED短路保护

Ø芯片供电欠压保护

Ø过热调节功能

封装形式：

DIP-8

应用

ØLED蜡烛灯

ØLED球泡灯

Ø其它LED照明

引脚示意图及说明

引脚封装

序号

名称

说明

DIP-8

1

GND

芯片地

2

ROVP

开路保护电压调节端，接电阻到地

3

NC

无连接

4

VCC

芯片电源

5、6

DRAIN

内部高压功率管漏极

7、8

CS

电流采样端，采样电阻接在CS和GND端之间

典型应用

内部结构框图

极限参数

符号

参数

参数范围

单位

ICC_MAX

VCC引脚最大电源电流

5

mA

DRAIN

内部高压功率管漏极到源极峰值电压

-0.3~500

V

CS

电流采样端

-0.3~6

V

ROVP

开路保护电压调节端

-0.3~6

V

PDMAX

功耗（注2）

0.45

W

θJA

PN结到环境的热阻

145

℃/W

TJ

工作结温范围

-40to150

℃

TSTG

储存温度范围

-55to150

℃

ESD（注3）

2

KV

注1：

最大极限值是指超出该工作范围，芯片有可能损坏。

推荐工作范围是指在该范围内，器件功能正常，但并不完全保证满足个别性能指标。

电气参数定义了器件在工作范围内并且在保证特定性能指标的测试条件下的直流和交流电参数规范。

对于未给定上下限值的参数，该规范不予保证其精度，但其典型值合理反映了器件性能。

注2：

温度升高最大功耗一定会减小，这也是由TJMAX，θJA，和环境温度TA所决定的。

最大允许功耗为PDMAX=（TJMAX-TA）/θJA或是极限范围给出的数字中比较低的那个值。

注3：

人体模型，100pF电容通过1.5KΩ电阻放电。

电气参数（无特别说明情况下，VCC=15V，TA=25℃）

符号

描述

条件

最小值

典型值

最大值

单位

电源电压

VCC_CLAMP

VCC钳位电压

1mA

16.8

V

VCC_ON

VCC启动电压

VCC上升

13.8

V

VCC_UVLO

VCC欠压保护阈值

VCC下降

9

V

IST

VCC启动电流

VCC=VCC-ON-1V

120

180

uA

IOP

VCC工作电流

FOP=70KHz

100

150

uA

电流采样

VCS_TH

电流检测阈值

388

400

412

mV

VCS_SHORT

短路时电流检测阈值

输出短路

200

mV

TLEB

前沿消隐时间

350

ns

TDELAY

芯片关断延迟

200

ns

内部时间控制

TOFF_MIN

最小退磁时间

4.5

us

TOFF_MAX

最大退磁时间

240

us

TON_MAX

最大开通时间

40

us

VROVP

ROVP引脚电压

0.5

V

功率管

RDS_ON

功率管导通阻抗

VGS=15V/IDS=0.4A

5

Ω

BVDSS

功率管的击穿电压

VGS=0V/IDS=250uA

500

V

IDSS

功率管漏电流

VGS=0V/VDS=500V

1

uA

过热调节

TREG

过热调节温度

150

℃

注4：

典型参数值为25˚C下测得的参数标准。

注5：

规格书的最小、最大规范范围由测试保证，典型值由设计、测试或统计分析保证。

应用信息

TC6833D是一款专用于LED照明的恒流驱动芯片，应用于非隔离降压型LED驱动电源。

采用专利的恒流架构和控制方法，芯片内部集成500V功率开关，只需要极少的外围组件就可以达到优异的恒流特性。

而且无需辅助绕组供电和检测，系统成本极低。

Ø启动

系统上电后，母线电压通过启动电阻对VCC电容充电，当VCC电压达到芯片开启阈值时，芯片内部控制电路开始工作。

TC6833D内置17V稳压管，用于钳位VCC电压。

芯片正常工作时，需要的VCC电流极低，所以无需辅助绕组供电。

Ø恒流控制，输出电流设置

芯片逐周期检测电感的峰值电流，CS端连接到内部的峰值电流比较器的输入端，与内部400mV阈值电压进行比较，当CS电压达到内部检测阈值时，功率管关断。

电感峰值电流的计算公式为：

其中，RCS为电流采样电阻阻值。

CS比较器的输出还包括一个350ns前沿消隐时间。

LED输出电流计算公式为：

其中，IPK是电感的峰值电流。

Ø储能电感

TC6833D工作在电感电流临界模式，当功率管导通时，流过储能电感的电流从零开始上升，导通时间为：

其中，L是电感量；IPK是电感电流的峰值；VIN是经整流后的母线电压；VLED是输出LED上的电压。

当功率管关断时，流过储能电感的电流从峰值开始往下降，当电感电流下降到零时，芯片内部逻辑再次将功率管开通。

功率管的关断时间为：

储能电感的计算公式为：

其中，f为系统工作频率。

TC6833D的系统工作频率和输入电压成正比关系，设置TC6833D系统工作频率时，选择在输入电压最低时设置系统的最低工作频率，而当输入电压最高时，系统的工作频率也最高。

TC6833D设置了系统的最小退磁时间和最大退磁时间，分别为4.5us和240us。

由tOFF的计算公式可知，如果电感量很小时，tOFF很可能会小于芯片的最小退磁时间，系统就会进入电感电流断续模式，LED输出电流会背离设计值；而当电感量很大时，tOFF又可能会超出芯片的最大退磁时间，这时系统就会进入电感电流连续模式，输出LED电流同样也会背离设计值。

所以选择合适的电感值很重要。

Ø过压保护电阻设置

开路保护电压可以通过ROVP引脚电阻来设置，ROVP引脚电压为0.5V。

当LED开路时，输出电压逐渐上升，退磁时间变短。

因此可以根据需要设定的开路保护电压，来计算退磁时间Tovp。

其中，Vcs是CS关断阈值（400mV）Vovp是需要设定的过压保护点然后根据Tovp时间来计算Rovp的电阻值，公式如下：

Rovp≈15*Tovp*106（kohm）

Ø保护功能

TC6833D内置多种保护功能，包括LED开路/短路保护，CS电阻短路保护，VCC欠压保护，芯片温度过热调节等。

当输出LED开路时，系统会触发过压保护逻辑并停止开关工作。

当LED短路时，系统工作在5KHz低频，CS关断阈值降低到200mV，所以功耗很低。

当有些异常的情况发生时，比如CS采样电阻短路或者变压器饱和，芯片内部的快速探测电路会触发保护逻辑，系统马上停止开关工作。

系统进入保护状态后，VCC电压开始下降；当VCC到达欠压保护阈值时，系统将重启。

同时系统不断的检测负载状态，如果故障解除，系统会重新开始正常工作。

Ø过温调节功能

TC6833D具有过热调节功能，在驱动电源过热时逐渐减小输出电流，从而控制输出功率和温升，使电源温度保持在设定值，以提高系统的可靠性。

芯片内部设定过热调节温度点为150℃。

ØPCB设计

在设计TC6833DPCB时，需要遵循以下指南：

旁路电容

VCC的旁路电容需要紧靠芯片VCC和GND引脚。

ROVP电阻

开路保护电压设置电阻需要尽量靠近芯片ROVP引脚。

地线

电流采样电阻的功率地线尽可能短，且要和芯片的地线及其它小信号的地线分头接到母线电容的地端。

功率环路的面积

减小功率环路的面积，如功率电感、功率管、母线电容的环路面积，以及功率电感、续流二极管、输出电容的环路面积，以减小EMI辐射。

NC引脚

NC引脚必须悬空以保证芯片引脚间距离满足爬电距离