原邊反饋單級(jí)有源PFC LED恒流控制驅(qū)動(dòng)芯片茂捷M8912兼容晶豐明源B

1、.概述：M8912是一款隔離式、單級(jí)有源功率 因數(shù) 校正的高精度原邊反饋LED恒流控制芯片，適用于全范圍輸入電壓的反激式隔離LED恒流電源。M8912集成有源功 率因數(shù)校正電路，具有很高的功率因數(shù)和 較低的總諧波失真。工作在 電感電流臨界連續(xù)模式，功率MOS 管處于零電流開通狀態(tài)，減小開關(guān)損耗。M8912工作于原 邊反饋模式，無需次級(jí)反饋電路，即可實(shí)現(xiàn)高精度輸出恒流控制。特點(diǎn)：內(nèi)置單級(jí)有源功率因數(shù)校正，PF>0.9原邊反饋，無需光耦，TL431等器件高性能的線電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率±3%輸出電流精度內(nèi)置650V功率MOSFET啟動(dòng)電流(33uA)INV反饋電阻值高，功耗低多重保

2、護(hù)功能² LED開路/短路保護(hù)² 電流采樣電阻開路保護(hù)² 逐周期原邊電流限流² 芯片供電過壓/欠壓保護(hù)² 自動(dòng)重啟功能² 過熱調(diào)節(jié)功能采用DIP-8封裝應(yīng)用：LED球泡燈、射燈LED PAR燈LED日光燈其它LED照明典型應(yīng)用：圖1 M8912典型應(yīng)用圖管腳描述：管腳名稱管腳號(hào)管腳描述COMP1環(huán)路補(bǔ)償點(diǎn)VDD2芯片供電INV3輔助繞組反饋信號(hào)采樣端SEN4電流采樣端，接采樣電阻到地DRAIN5,6內(nèi)部高壓MOSFET的漏極GND7,8芯片信號(hào)和功率地極限參數(shù)：符號(hào)名稱參數(shù)范圍單位VDS內(nèi)部高壓MOSFET漏極到源極的峰值電壓-0.3

3、650VVDD電源電壓-0.325VICC_MAXVDD引腳最大鉗位電流5mACOMP環(huán)路補(bǔ)償點(diǎn)-0.36VINV輔助繞組的反饋端-0.36VSEN電流采樣端-0.36VPDMAX功耗(注2)0.9WJAPN結(jié)到環(huán)境的熱阻80/WTJ工作結(jié)溫范圍-40 to 150TSTG儲(chǔ)存溫度范圍-55 to 150ESD (注3)2KV推薦工作范圍：符號(hào)名稱參數(shù)范圍單位VDD電源電壓8.518VVPout1輸出功率（輸入電壓230V±15%）<18WPout2輸出功率（85V265V）<12W注1：最大極限值是指超出該工作范圍，芯片有可能損壞。推薦工作范圍指在該范圍內(nèi)，器件功能正常

4、，但并不完全保證滿足個(gè)別性能指標(biāo)。電氣參數(shù)定義了器件在工作范圍內(nèi)并且在保證特定性能指標(biāo)的測試條件下的直流和交流電參數(shù)規(guī)范。對于未給定上下限值的參數(shù)，該規(guī)范不予保證其精度，但其典型值合理反映了器件性能。注2：溫度升高最大功耗一定會(huì)減小，這也是由TJMAX, JA,和環(huán)境溫度TA所決定的。最大允許功耗為PDMAX= (TJMAX-TA)/ JA或是極限范圍給出的數(shù)字中比較低的那個(gè)值。注3：人體模型，100pF電容通過1.5K電阻放電。電氣參數(shù)：Tc=25符號(hào)參數(shù)描述條件最小值典型值最大值單位電源電壓VDD_ONVDD啟動(dòng)電壓VDD上升16.7VVDD_UVLOVDD欠壓保護(hù)閾值VDD下降7.5VV

5、DD_OVPVDD過壓保護(hù)閾值19VVDD_CLAMPVDD鉗位電壓23VIcc_UVLOVDD關(guān)斷電流VDD上升VDD=VDD_ON-1V3350uAIccVDD工作電流12mAINV反饋VINV_FALLINV下降閾值電壓INV下降0.1VVINV_HYSINV遲滯電壓INV上升0.08VVINV_OVPINV過壓保護(hù)閾值1.6VTON_MAX最大導(dǎo)通時(shí)間25uSTOFF_MIN最小關(guān)斷時(shí)間4.5uSTOFF_MAX最大關(guān)斷時(shí)間100uS電流采樣VSEN_LIMITSEN峰值電壓限制1.0VTLEB_SEN電路采樣前沿消隱時(shí)間350nsTDELAY芯片關(guān)斷延遲200ns環(huán)路補(bǔ)償VREF內(nèi)部

6、基準(zhǔn)電壓0.1940.2000.206VVcomp_LOCOMP下鉗位電壓1.5VVCOMPCOMP線性工作范圍1.53.5VVCOMP_OVPCOMP保護(hù)電壓3.6V功率MOSFETRDS_ON功率MOSFET導(dǎo)通電阻VGS=10V/IDS=1A2BVDSS功率MOSFET擊穿電壓VGS=0V/IDS=250uA650VIDSS功率MOSFET漏電流VGS=0V/VDS=650VuA過熱調(diào)節(jié)TREG過熱調(diào)節(jié)溫度150注4：典型參數(shù)值為25C下測得的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。注5：規(guī)格書的最小、最大規(guī)范范圍由測試保證，典型值由設(shè)計(jì)、測試或統(tǒng)計(jì)分析保證。芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖：圖3 M8912內(nèi)部框圖應(yīng)用信息M891

7、2是一款隔離式、原邊反饋、單級(jí)有源功率因數(shù)校正LED恒流控制芯片，工作在電感電流臨界連續(xù)模式，芯片可以實(shí)現(xiàn)很高的功率因數(shù)和高效率。 啟動(dòng)系統(tǒng)上電后，經(jīng)過整流后的電壓通過啟動(dòng)電阻給VDD引腳的電容充電，當(dāng)VDD電壓上升到啟動(dòng)閾值電壓后，芯片內(nèi)部控制電路開始工作，COMP電壓被上拉到1.5V，M8912開始輸出脈沖信號(hào)，系統(tǒng)剛開始工作在10kHz開關(guān)頻率，COMP電壓從1.5V開始逐漸上升，原邊峰值電流隨之上升，從而實(shí)現(xiàn)輸出LED電流的軟啟動(dòng)，有效防止輸出電流過沖。當(dāng)輸出電壓建立之后，VDD電壓由輔助繞組供電，從而降低系統(tǒng)功耗。反饋網(wǎng)絡(luò)M8912通過INV來檢測輸出電流過零的狀態(tài)，INV的下降閾值

8、電壓設(shè)置在0.1V，遲滯電壓為0.08V。INV引腳也可以用來探測輸出過壓保護(hù)（OVP），閾值為1.6V。INV的上下分壓電阻比例可以設(shè)置為：其中，RINVL：反饋網(wǎng)絡(luò)的下分壓電阻RINVH：反饋網(wǎng)絡(luò)的上分壓電阻VOVP_INV：輸出電壓過壓保護(hù)設(shè)定點(diǎn)NS：變壓器次級(jí)繞組的匝數(shù)NA：變壓器輔助繞組的匝數(shù)為了提高系統(tǒng)效率，INV上分壓電阻可以設(shè)置在330K左右。同時(shí)，改變此電阻值可以對LED輸出電流的線電壓補(bǔ)償進(jìn)行微調(diào)。恒流控制，輸出電流設(shè)置M8912采用了專有的電流采樣機(jī)制，工作于原邊反饋模式，無需次級(jí)反饋電路，即可實(shí)現(xiàn)高精度輸出恒流控制。LED輸出電流計(jì)算方法：VREF：內(nèi)部基準(zhǔn)電壓RSEN

9、：電流采樣電阻的值Np：變壓器主級(jí)繞組的匝數(shù)Ns：變壓器次級(jí)繞組的匝數(shù)保護(hù)功能M8912內(nèi)置多重保護(hù)功能，保證了系統(tǒng)可靠性。 當(dāng)LED開路時(shí)，輸出電壓逐漸上升，VDD電壓也會(huì)跟隨上升。當(dāng)VDD電壓升高到19V OVP閾值時(shí)，會(huì)觸發(fā)保護(hù)邏輯并停止開關(guān)工作。如果有意外情況發(fā)生，VDD電壓仍繼續(xù)上升，芯片內(nèi)部有鉗位電路，將VDD電壓限制在23V，從而提高系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)LED短路時(shí)，系統(tǒng)工作在10kHz低頻。由于輸出電壓很低，輔助繞組無法給VDD供電，所以VDD電壓逐漸下降直到欠壓保護(hù)閾值。系統(tǒng)進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)后，VDD電壓開始下降，當(dāng)VDD到達(dá)欠壓保護(hù)閾值時(shí)，系統(tǒng)將重啟。同時(shí)系統(tǒng)不斷的檢測系統(tǒng)狀態(tài)，如

10、果故障解除，系統(tǒng)會(huì)重新開始正常工作。當(dāng)輸出短路或者變壓器飽和時(shí)，SEN峰值電壓將會(huì)比較高。當(dāng)SEN電壓上升到內(nèi)部限制值（1V）時(shí)，該開關(guān)周期馬上停止。此逐周期限流功能可以保護(hù)功率MOS管、變壓器和輸出續(xù)流二極管。過溫調(diào)節(jié)功能M8912具有過熱調(diào)節(jié)功能，在驅(qū)動(dòng)電源過熱時(shí)逐漸減小輸出電流，從而控制輸出功率和溫升，使電源溫度保持在設(shè)定值，以提高系統(tǒng)的可靠性。芯片內(nèi)部設(shè)定過熱調(diào)節(jié)溫度點(diǎn)為150。PCB設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)旁路電容VDD的旁路電容需要緊靠芯片VDD和GND引腳。地線電流采樣電阻的功率地線盡可能粗，且要離芯片的地(Pin7&8)盡量近，以保證電流采樣的準(zhǔn)確性，否則可能會(huì)影響輸出電流的調(diào)整率。另外，信號(hào)地需要單獨(dú)連接到芯片的地引腳。功率環(huán)路的面積減小大電流環(huán)路的面積，如變壓器主級(jí)、功率管及吸收網(wǎng)絡(luò)的環(huán)路面積，以及變壓器次級(jí)、次級(jí)二極管、輸出電容的環(huán)路面積，