Hi7001 多功能平均電流型 LED 恒流驅(qū)動器

1. 特性

? 支持高輝調(diào)光，65536：1 調(diào)光比

? 寬輸入電壓：5-100V

? 平均電流工作模式

? 高效率：可達 95%

? 輸出電流可調(diào)范圍 60mA~1.5A

? 內(nèi)驅(qū) 200mΩ/100V 的 MOS

? 內(nèi)置 5V 穩(wěn)壓管

? 工作頻率 1MHz ? 恒流精度≤±3%

? 支持 PWM/模擬調(diào)光

? 封裝：SOP8*

2. 應(yīng)用領(lǐng)域

? 景觀亮化洗墻燈

? 舞臺調(diào)光效果燈

? 高端汽車照明

? LCD 背光照明

? 建筑照明

3. 說明

Hi7001 是一款外圍電路簡單的多功能平均電流型LED 恒流驅(qū)動器，適用于 5-100V 電壓范圍的降壓

BUCK 大功率調(diào)光恒流 LED 領(lǐng)域。

芯片 PWM 端口支持超小占空比的 PWM 調(diào)光，可響應(yīng)最小 60ns 脈寬。芯片采用我司專利算法，為客戶提供解決方案，限度地發(fā)揮燈具優(yōu)勢，以實現(xiàn)景觀舞臺燈高輝的調(diào)光效果，65536（256*256）級高輝調(diào)光。 PWM 端口為高電平時，芯片正常工作。為低電平芯片時，芯片輸出關(guān)閉。

芯片采用我司專利的平均電流控制算法，輸出電流恒流精度 ≤±3％，且輸出電流受輸入輸出電壓、系統(tǒng)電感的影響??；芯片內(nèi)部集成環(huán)路補償，外圍電路簡潔，系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。

芯片通過對 LD 端口實現(xiàn)模擬調(diào)光功能。LD 接

0.2-1.2V 模擬調(diào)光信號輸入時，系統(tǒng)為模擬調(diào)光模式。

LD 模擬調(diào)光模式時，端口電壓低于 0.2V，輸出關(guān)閉。也可以利用 LD 的模擬調(diào)光特性，配合 PWM 調(diào)光，

實現(xiàn)軟啟動功能。

LD、PWM 引腳懸空時，建議與 VDD 引腳短接在一起使用。

4. 應(yīng)用電路

圖 4.1 Hi7001 應(yīng)用電路

*，芯片 SOP8 封裝，是大功率內(nèi)置 MOS 芯片常用的超級散熱型 SOP8 封裝體，散熱效果非常明顯，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地工作。

Hi7001

2017-2020 Copyright ? Hichips Technology22020-3-30 V2.6

5. 管腳配置

*（5、6 PIN 為散熱引腳，必須進行散熱處理）圖 5.1 Hi7001 管腳圖

6. 極限工作參數(shù)

符號 說明 范圍 單位

VDD 芯片工作電源 -0.3~7.0 V

VCS CS 輸入電壓 -0.3~7.0 V

VPWM PWM 輸入電壓 -0.3~7.0 V

VLD 模擬或分檔調(diào)光輸入電壓 -0.3~7.0 V

TA 工作溫度 -40~125 ℃

TSTG 存儲溫度 -40~150 ℃

HBM 人體放電模式 >2 KV

編號 管腳名稱 功能描述1 LD 模擬調(diào)光端口

2 PWM PWM 調(diào)光端口

3 VDD 芯片電源

4 CS 內(nèi)置功率 MOS 管的 Source 端

5 D 內(nèi)置功率 MOS 管 Drain 端

6 D 內(nèi)置功率 MOS 管 Drain 端

7 GND 芯片地

8 GND 芯片地

Hi7001

2017-2020 Copyright ? Hichips Technology32020-3-30 V2.6

7. 結(jié)構(gòu)框圖

圖 7.1 結(jié)構(gòu)框圖

8. 電氣特性

（除非特殊說明，下列條件均為 TA=25℃）

符號 說明 測試條件

范圍

單位

最小 典型

VDD 工作部分

IDD 工作電流 VDD＝5V 、GATE 懸空 - 1 - mA

VDDclamp VDD 鉗位電壓 - 5.0 - V

IDDclamp VDD 鉗位電流 - 25 mA

OSC_MAX 系統(tǒng)工作頻率 1000 KHz

OSC_MIN 系統(tǒng)最小工作頻率 30K 50K

CS 輸入部分

Vcs 過流判斷閾值 VDD＝5V 216 - 264 mV

VREF 恒流控制電壓 VDD＝5V - 200 - mV

TLEB LEB 時間 - 120 - nS

調(diào)光端口

Hi7001

2017-2020 Copyright ? Hichips Technology42020-3-30 V2.6

符號 說明 測試條件

范圍

單位

最小 典型

DMAX 占空比 - - 100 - %

VPWM_H PWM 調(diào)光檢測閾值上限 PWM rising - 1.4 - V

VDIM_L PWM 調(diào)光檢測閾值下限 PWM falling - 0.8 - V

VLD_H 模擬調(diào)光起始閾值上限 1.2 V

VLD_L 模擬調(diào)光起始閾值下限 0.2 V

ILD_F 分檔調(diào)光下拉電流 20 uA

過溫處理

Tovt 過溫處理閾值 過溫降電流的方式- - 120 - ℃

9. 應(yīng)用說明

Hi7001 是一款外圍電路簡單的多功能平均電流型 LED 恒流驅(qū)動器，適用于 5-100V 電壓范圍的非隔離式恒流 LED 驅(qū)動領(lǐng)域。通過對 CS 端口的電流采樣來實現(xiàn)精準的電流控制，芯片集成了多種調(diào)光模式，拓展了系統(tǒng)應(yīng)用。

9.1. 輸出電流

輸出電流由芯片內(nèi)部的誤差放大器采樣并且和內(nèi)部的 0.2V 進行比較以及誤差放大，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的恒流控制，輸出電流公式如下:

A

RC S

V

I o

u t

2.0?

其中 Iout 為輸出電流，Rcs 為系統(tǒng)的檢流電阻。

9.2. 芯片啟動

系統(tǒng)上電后通過啟動電阻對連接于電源引腳 VDD 的電容充電，當電源電壓高于 4.2V 后，芯片電路開始工作，直到 VDD 端口電壓穩(wěn)定達到鉗位電壓 5.2V 左右，芯片的供電電流主要有 VDD 端口接入的電阻 R3 提供，對于不同的功率 MOS，需要調(diào)整該電阻的大小以適應(yīng)系統(tǒng)的電流損耗，MOS 越大，電阻越小，輸入電壓越低，需要的電阻越小。

9.3. 調(diào)光設(shè)置

當 LD 接入 0.2V~1.2V 模擬信號時，芯片進入模擬調(diào)光模式，當 LD 端口低于 0.2V 以下關(guān)閉輸出。而且 LD 端口也可以實現(xiàn) PWM 調(diào)光的功能，用 LD 端口進行 PWM 調(diào)光的時候 LD 端口的高電平要超過 1.2V。

Hi7001

2017-2020 Copyright ? Hichips Technology52020-3-30 V2.6

對 LD 腳并聯(lián)電容，可以實現(xiàn)軟啟動功能。

此外 PWM 端口支持超小占空比的 PWM 調(diào)光，可以響應(yīng)<60ns 的 pwm 脈寬波形，當 pwm 信

號為低電平，輸出關(guān)閉，當 PWM 信號為高電平，輸出開啟，懸空的時候默認該端口為高電平輸入。

9.4. 電感選擇

由于芯片原理設(shè)定，不同的電感值，會影響到驅(qū)動的開關(guān)頻率。電感值決定了輸出電流在開關(guān)時的升降斜率，而電流斜率決定了 FET 開關(guān)時電流從波谷到波峰和波峰到波谷消耗的時間。

)(

)( SENSELONROUTLED

ON RDCRFETIVVIN

IL

t

DS

?????

??

?

LO

UTd

iodeL

E D

OFF DC RIVV

IL

t

???

??

?

DCRL是電感的直流電阻值，VLED是 LED 的壓降，F(xiàn)ETRDS(ON)是功率 MOSFET 的導(dǎo)通電阻，Vdiode 為蓄流二極管的壓降。

開關(guān)頻率可由下公式計算：

OFFON

SW tt

f

?

? 1

電感值越大，輸出電流的開關(guān)越緩慢。由于 CS 檢測到 MOSFET 的開關(guān)之間存在傳播延時，使得期望值和真實的紋波電流之間存在細微的差異。但是，選擇電感時，不應(yīng)使電流峰值超過電感的額定飽和電流。

9.5. 續(xù)流二極管

注意續(xù)流二極管的額定平均電流應(yīng)大于流過二極管的平均電流。平均電流計算公式如下：

OFFON

OFF

OUTdiodeavg tt

t

II

?

??_

注意，二極管應(yīng)具有承受反向峰值電壓的能力。建議選擇反向額定電壓大于 VIN 的二極管。為了提高效率，建議選擇快恢復(fù)的肖特基二極管。

Hi7001

2017-2020 Copyright ? Hichips Technology62020-3-30 V2.6

9.6. VDD 供電電阻

芯片的主要是通過一個供電電阻 R3 到芯片 VDD 提供芯片的工作電流，通常情況下，VDD 滿足

公式中可以看出，R3 過大會導(dǎo)致系統(tǒng)供電不足，過小則會導(dǎo)致功耗過大、芯片過熱。而且該電阻的選擇還與開關(guān)頻率有一定的關(guān)系，系統(tǒng)頻率越高，需要 R3 的阻值越小。

下面以一個輸出電流為 1A 的系統(tǒng)給出設(shè)計指導(dǎo)，電感為 47uH，

VIN（V） 5 12 24 36 48

R3(Ω) 100 1~2K 2~4K 3~5K 5K

9.7. VDD 旁路電容

VDD 引腳需要并聯(lián)一個 1.0uF 以上的旁路電容，電容的大小選擇和驅(qū)動 MOS 的大小有關(guān)系，

MOS 越大，需要的旁路電容也越大。PCB 布板時,VDD 電容需要緊挨著端口布局。

10. 典型特性曲線

10.1. 調(diào)光特性

TA=25℃，IOUT=300mA

3RIVINVDD

D ???

Hi7001

2017-2020 Copyright ? Hichips Technology72020-3-30 V2.6

10.2. 穩(wěn)態(tài)波形

圖1：48Vin/3LEDs (CH1:VDD CH2:VGATE CH3:Iout) 圖2：48Vin/8LEDs (CH1:VDD CH2:VGATE CH3:Iout)

10.3. 啟動波形

圖 4，48Vin/3LEDs (CH1:VDD CH2:VGATE CH3:Iout) 圖 5，48Vin/8LEDs (CH1:VDD CH2:VGATE CH3:Iout)

Hi7001

2017-2020 Copyright ? Hichips Technology82020-3-30 V2.6

10.4. 輸出短路波形

圖 6，LEDs 短接(CH1:VDD CH2:VGATE CH3:Iout) 圖 7，LEDs 短接 (CH1:VDD CH2:VGATE CH3:Iout)

10.5. LD 分段調(diào)光波形圖 8，LD 至高電平(CH1:VLD CH3:Iout) 圖 9，LD 至低電平(CH1:VLD CH3:Iout)

Hi7001

2017-2020 Copyright ? Hichips Technology92020-3-30 V2.6

10.6. PWM 調(diào)光波形

圖 10，PWM 至低電平(CH1:VDIM CH3:Iout) 圖 11，PWM 調(diào)光(100Hz/0.1%) (CH2:PWM CH3:Iout)

圖 12，PWM 調(diào)光(100Hz/1%) (CH2:PWM CH3:Iout) 圖 13，PWM 調(diào)光(100Hz/10%) (CH2:PWM CH3:Iout)

圖 14，PWM 調(diào)光(100Hz/50%) (CH2:PWM CH3:Iout) 圖 15，PWM 調(diào)光(100Hz/100%) (CH2:PWM CH3:Iout)

Hi7001

2017-2020 Copyright ? Hichips Technology102020-3-30 V2.6

11. PCB 設(shè)計注意事項

一個好的 PCB 設(shè)計能夠程度地提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、終端產(chǎn)品的量產(chǎn)良率。為了提高 Hi7001