●特点
*升压型DC/DC变换器
*利用外部PWM脉冲调节亮度
*可驱动3个LED
*软启动功能
*同步整流升压型DC/DC变换器
*不需要外部肖特基二极管
*输出开路•短路保护
●关键规范
*工作电源电压范围:2.7V至5.5V
*开关频率:1MHz(典型)
*静态电流:0.1μA(典型值)
*工作温度范围:-30°C至+85°C
●包宽(典型)x深(典型)x高(最大)
应用
该驱动程序适用于手机、便携式游戏机、手机摄像头、音频播放器、便携式DVD播放器、打印机显示背光等领域,也适用于手机摄像头的支持灯,简单的闪光灯。而且,这些可以使用OEL的电源。
一般说明
BD6071HFN是升压型DC/DC转换器,可以将输出电压提高到14V(最大值),并驱动白色LED恒定不变。通过无电流变化的串联连接和电流模式的快速瞬态响应,可以稳定地打开白光LED。BD6071HFN是同步整流白光LED驱动集成电路。同步整流(不需要外部肖特基二极管)和小封装,可以节省安装空间。
典型应用电路
引脚配置[顶视图]
方框图
典型性能曲线
操作
BD6071HFN为定频PWM电流型DC/DC变换器,采用同步整流结构(见p.3方框图)。作为PWM电流模式特征的PWM比较器的输入,一个与误差放大器的误差分量重叠,另一个与电流检测信号重叠,控制电感器电流进入斜坡波形,以防止次谐波振荡。该输出通过RS锁存器控制Q1和Q2。
Q1和Q2的定时精确调整,使它们不会同时开启,从而使它们成为非重叠关系。
在Q1开启期间,能量在外部电感器中累积,在Q1关闭的时间段内,能量通过Q2传递给VOUT的电容器。
此外,BD6071HFN具有许多安全功能,其检测信号立即停止切换操作。
●功能描述
1)、软启动和关闭状态
BD6071HFN具有软启动功能和关闭状态功能。
软启动功能和关闭状态功能防止大电流通过线圈流入IC。
软启动功能可防止合闸时浪涌电流的发生,关断状态功能可防止合闸时出现无效电流。
2)、隔离控制
BD6071HFN具有隔离控制,以防止电源关闭时LED错误照明。
LED错误照明的原因是从VIN到白色LED的泄漏电流。
因此,当BD6071HFN断电(EN=L)时,隔离控制切断SW和VOUT之间的直流通路,从而防止从VIN到LED的泄漏电流。
3)、短路保护和过压保护
BD6071HFN具有短路保护和过压保护。它们检测VOUT的电压,并在错误时停止输出Tr。详细信息如下所示。
・短路保护
如果DC/DC输出(VOUT)对地短路,线圈或IC可能会损坏。
因此,当VOUT变为0.7V或以下时,图中所示的欠压检测器工作,并关闭输出Tr,防止线圈和IC被破坏。
IC从动作状态变为非动作状态,电流不流向线圈(0mA)。
・过压保护
在IC和LED被切断等错误情况下,过电压会导致SW端子和VOUT端子超过绝对最大额定值,并可能损坏IC。因此,当VOUT变为14.5V或更高时,过电压限制起作用,并关闭输出Tr,并防止SW端子和VOUT端子超过绝对最大额定值。
此时,集成电路从动作状态变为非动作状态,输出电压缓慢下降。并且,当输出电压变成过电压限制或低于电压限制的滞后时,输出电压再次上升到14.5V。
此保护动作如图16所示。
4)、热关机
BD6071HFN具有热关机功能。
热关机在175°C或更高温度下工作,当从外部保持EN控制设置时,IC从其动作状态变为非动作状态。在175°C或更低温度下,IC恢复正常工作。
●启动控制和亮度控制
BD6071HFN可通过EN端子控制启动条件,0.4V及以下断电,1.4V以上通电。通过PWM控制改变开关电源的占空比,实现LED亮度的调节。
有两种方法可用于亮度调整。一种是离散时间(PWM)调整,另一种是连续时间调整。
1)、如图17所示,PWM亮度调整是通过向EN发送PWM信号来实现的。
BD6071HFN电源开/关根据PWM信号。通过这种方法,LED的电流控制在0到最大电流之间。LED平均电流随PWM信号占空比的增加而增大。而在PWM非周期模式下,IC和LED都不消耗电流,因此提供了高效率的操作。由于开关操作的影响较大,请勿使用低于电流设定值5%或大于95%的占空比进行亮度调节。建议PWM频率为100Hz~300Hz。
2-1)、亮度调节的连续时间是通过一个串联电阻器向BD6071HFN的VFB引脚提供直流控制电压,如图18所示。通过直接给VFB直流电压来改变LED的亮度(电流)。直流电压是从过滤后的一个DAC信号,或PWM信号,如图20所示。这种方法的优点是用于控制LED亮度的PWM信号可以设置为高频(1kHz或更高)。请勿使用低于当前设定值5%或高于95%的占空比进行亮度调节。
LED电流(ILED)由以下方程式近似。
2-2、以下亮度调整是通过R1调整R2接通时间和PWM占空比来完成的。
在脉宽调制0%时,LED电流的最小值由VFB/R1决定;在脉宽调制为100%时,LED电流的最大值由VFB/R1+VFB/R2决定。
ILED如下所示。
标准PWM频率为100Hz~1kHz。请勿使用低于当前设定值5%或高于95%的占空比进行亮度调节。
●LED电流整定范围
LED电流由VFB的电压和连接到VFB端子的电阻器决定。
ILED如下所示。
ILED=VFB/RFB
标准应用中的电流如下所示。
VFB=0.5V,RFB=24Ω
ILED=20.8mA
下图中阴影部分是LED电流的设定范围,以成为标准。在使用2LED时,当VOUT小于5.5V时,由于过升压,LED电流可能会增加,因此有些IC可能无法在所需电流下使用。因此,为了正确设置LED电流,应彻底检查其在使用条件下的适用性,包括适用的电源电压和温度。
●外部部件的选择
推荐的外部部件如下所示。
线圈是对效率影响最大的部件。选择直流电阻(DCR)和电流-电感特性良好的线圈。BD6071HFN的设计电感值为22μH。请勿使用其他电感值。选择频率和温度特性优良的陶瓷电容器。此外,选择直流电阻小的CIN/COUT用电容器,并充分注意下一页所示的PCB布局。
●PCB布局
为了充分发挥集成电路的性能,其PCB版图设计至关重要。效率、波纹等特性随布局而变化很大,请注意。
连接最靠近VIN和GNDA引脚之间的输入旁路电容器CIN,如上图所示。因此,可以降低IC的输入电压纹波。并且,将输出电容器连接到最靠近VOUT和GND引脚之间。由此,可以降低IC的输出电压纹波。连接最靠近VFB引脚的电流设置RFB。将RFB的GND连接侧直接连接到GND引脚。将GNDA引脚直接连接到GND引脚。当这些引脚没有直接连接在芯片附近时,会对BD6071HFN的性能产生影响,并可能会限制当前的驱动性能。对于电感器的导线,使其电阻分量小,从而降低电耗,提高整体效率。并将受影响的引脚(如VFB引脚)远离导线至SW。
<背面散热垫>
PAD用于提高IC散热效率。焊盘到GNDA引脚(模拟接地)。
此外,如下页图案所示,使用通孔连接线路板的接地层(GNDA)。热辐射效率随接地层面积的增加而提高。
考虑到这些因素的PCB布局如图28所示。
推荐PCB布局
●PCB布局注意事项
在PCB设计中,电源线的布线应采用低阻抗,必要时可加装旁路电容器。尤其是DC/DC转换器周围的接线阻抗必须更低。
●关于热损失
在热设计中,在以下条件下操作DC/DC转换器。(以下温度为保证温度,请考虑裕度。)
1.外围温度Ta必须低于85°C。
2.集成电路的损耗必须小于损耗Pd。
操作说明
1)、绝对最大额定值
超过绝对最大额定值(如电源电压、工作条件的温度范围等)会使设备发生故障,从而无法识别断路模式,例如短路或开路。如果假设任何特殊模式超过绝对最大额定值,应考虑采取物理安全措施,包括使用保险丝等。
2)、操作条件
这些条件代表了一个范围,在这个范围内,可以大致按预期提供特性。在各参数条件下,电特性得到保证。
3)、电源连接器反接
电源连接器的反向连接会损坏集成电路。对反向连接引起的击穿采取保护措施,如在电源和IC的电源端子之间安装一个外部二极管。
4)、供电线路
设计PCB图案,为电源和GND线之间的布线提供低阻抗。在这方面,对于数字块电源和模拟块电源,即使这些电源具有相同的电势电平,也要将数字块的电源模式与模拟块的电源模式分开,从而抑制由于阻抗而导致的数字噪声对模拟块电源的衍射与布线模式相同。对于GND线路,请考虑以类似的方式设计图案。此外,对于IC的所有电源端子,在电源和GND端子之间安装一个电容器。同时,为了使用电解电容器,应彻底检查所用电容器的特性,确保其在低温下不会出现容量损失,从而确定常数。
5)、接地电压
设置GND端子的电位,使其在任何工作状态下保持在最小值。此外,检查以确保没有端子的电位低于GND电压,包括实际的电瞬态。
6)、端子间短路和错误安装
为了将集成电路安装在一个设置好的印刷电路板上,要特别注意集成电路的方向和偏移。错误的安装会损坏集成电路。此外,如果由于异物进入端子之间或端子与电源或GND端子之间发生短路,则IC可能会发生故障。
7)、强电磁场作业
需要注意的是,在强电磁场中使用集成电路会使其发生故障。
8)、用set PCB检查
在使用set PCB进行检查时,如果一个电容器连接到一个低阻抗IC端子上,则IC会受到应力。因此,一定要通过每个过程从设置的PCB中放电。此外,为了在检查过程中从夹具上安装或拆卸set PCB,请务必关闭电源,然后将set PCB安装到夹具上。检查完成后,务必关闭电源,然后将其从夹具上拆下。另外,为防静电,在装配过程中要做好准备,并对已安装好的PCB板的运输和保管工作给予充分的注意。
9)、输入端子
就集成电路的结构而言,寄生元件不可避免地与电势有关。寄生元件的操作可能会干扰电路的工作,从而导致故障,然后导致输入端子故障。因此,要注意不要对输入端子进行处理,如对输入端子分别施加低于GND的电压,这样任何寄生元件都会工作。此外,当IC没有电源电压时,不要向输入端子施加电压。此外,即使施加了电源电压,也应向输入端子施加低于电源电压或电气特性保证值的电压。
10)、接地布线方式
如果提供小信号接地和大电流接地,建议将大电流GND模式与小信号GND模式分开,并在set PCB的参考点处建立一个单独的接地,以便对布线模式的电阻和大电流引起的电压波动不会导致小信号GND的电压波动。注意不要引起外部部件的GND接线模式的波动。
11)、外部电容器
为了使用陶瓷电容器作为外部电容器,确定常数时要考虑到由于直流偏压而导致的标称电容的退化和温度等引起的电容变化。
12)、热关机电路(TSD)
当结温达到175°C(典型值)或更高时,热关机电路工作并关闭开关。热关机电路的目的是尽可能地将大规模集成电路与热失控隔离,而不是保护或保证大规模集成电路。因此,不要在该电路工作的情况下连续使用该LSI,也不要使用假定其工作的LSI。
13)、热设计
在进行热设计时,考虑到实际使用状态下的容许损耗(Pd),从而有足够的裕度。
14)、线圈的选择
选择低DCR电感以降低DC/DC变换器的功率损耗。
订购信息
标记图
物理尺寸磁带和卷盘信息
通知
●使用ROHM产品的预防措施
1)、我们的产品是为应用于普通电子设备(如影音设备、办公自动化设备、电信设备、家用电器、娱乐设备等)而设计和制造的。如果您打算在要求极高可靠性的设备中使用我们的产品(如医疗设备、运输设备、交通设备、飞机/航天器、核电控制器、燃料控制器、汽车设备(包括汽车配件、安全装置等),并且其故障或故障可能导致人身伤亡对财产造成伤害或严重损坏(“具体应用”),请事先咨询ROHM销售代表。除非事先得到ROHM的书面同意,否则对于您或第三方因将ROHM的产品用于特定应用而产生的任何损害、费用或损失,ROHM不承担任何责任。
2)、ROHM的产品设计和制造都遵循严格的质量控制体系。然而,半导体产品会以一定的速率失效或失灵。请务必自行负责实施适当的安全措施,包括但不限于针对我们产品故障或故障可能导致的人身伤害、财产损失的故障安全设计。以下是安全措施示例:
[a]、安装保护电路或其他保护装置,以提高系统安全性;
[b]、安装冗余电路,以减少单个或多个电路故障的影响。
3)、我们的产品是为在标准条件下使用而设计和制造的,而不是在任何特殊或特殊的环境或条件下使用,如下所示。因此,ROHM对在任何特殊或特殊环境或条件下使用任何ROHM产品而产生的任何损害、费用或损失概不负责。如果您打算在任何特殊或特殊的环境或条件下使用我们的产品(如下所示),您必须在使用前对产品性能、可靠性等进行独立的验证和确认:
[a]、在任何类型的液体中使用我们的产品,包括水、油、化学品和有机溶剂;
[b]、在户外或直接暴露于阳光或灰尘的地方使用我们的产品;
[c]、在暴露于海风或腐蚀性气体(包括Cl2)的地方使用我们的产品,H2S、NH3、SO2和NO2;
[d]、在产品暴露于静电或电磁波的地方使用我们的产品;
[e]、在发热部件、塑料绳或其他易燃物品附近使用我们的产品;
[f]、用树脂或其他涂层材料密封或覆盖我们的产品;
[g]、使用不含助焊剂清洁残留物的产品(即使您使用的是非清洁型助焊剂,也建议使用助焊剂的清洁残留物);或使用水或水溶性清洁剂清洗产品,以清除焊接后的残留物;
[h]、在易结露的地方使用产品。
4)、产品无防辐射设计。
5)、在使用产品时,请核实并确认最终产品或已安装产品的特性。
6)、特别是,如果施加瞬态负载(短时间内施加的大量负载,如脉冲),强烈建议在车载安装后确认性能特性。避免使用超过正常额定功率的功率;超过稳态负载条件下的额定功率可能会对产品的性能和可靠性产生负面影响。
7)、根据环境温度(Ta)降低功耗(Pd)。在密封区域使用时,确认实际环境温度。
8)、确认工作温度在产品说明书规定的范围内。
9)、ROHM对在偏离本文件规定的条件下引起的故障不承担任何责任。
●安装/电路板设计注意事项
1)、当使用高活性卤化物(氯、溴等)助焊剂时,助焊剂的残留可能会对产品性能和可靠性产生负面影响。
2)、原则上,必须使用回流焊方法。
●关于应用实例和外部电路的注意事项
1)、如果外部电路的常数发生变化,请考虑产品和外部组件特性的变化,包括瞬态特性和静态特性,留出足够的裕度。
2)、您同意本文件中包含的应用说明、参考设计和相关数据和信息仅作为产品使用指南。因此,如果您使用了此类信息,您应对其承担全部责任,并且您必须在使用本文件中包含的此类信息时自行进行独立验证和判断。对于您或第三方因使用此类信息而产生的任何损害、费用或损失,ROHM不承担任何责任。
●防静电措施
本产品为静电敏感产品,可能因静电放电而损坏。在制造过程和储存过程中请谨慎,以免超过产品最大额定值的电压应用于产品。在干燥条件下(如人体/设备/烙铁的接地、带电物体的隔离、电离器的设置、防摩擦和温度/湿度控制)请特别小心。
●储存/运输注意事项
1)、如果产品储存在以下地方,产品性能和焊接连接可能会恶化:
[a]、产品暴露于海风或腐蚀性气体中,包括Cl2、H2S、NH3、SO2和NO2;
[b]、温度或湿度超过ROHM推荐的温度或湿度;
[c]、产品暴露于阳光直射或冷凝[d]产品暴露在高静电环境中。
2)、即使在ROHM推荐的储存条件下,超出建议储存时间的产品的可焊性也可能降低。强烈建议在使用储存时间超过建议储存时间的产品之前确认可焊性。
3)、按照正确的方向储存/运输纸箱,并在纸箱上用符号表示。否则,由于纸箱掉落时施加的应力过大,导线可能会弯曲。
4)、打开防潮袋后,在规定时间内使用产品。在使用储存时间超过建议储存时间的产品之前,需要烘烤。