CXLE8470EB 低PF隔离反激原边恒流LED驱动芯片 | 650V MOS 两绕组 支持APFC无频闪 | 嘉泰姆电子

CXLE8470EB 低PF隔离反激原边恒流LED驱动芯片 | 650V MOS 两绕组 支持APFC无频闪 | 嘉泰姆电子

产品型号:CXLE8470EB
产品类型:照明驱动
产品系列: 隔离不带PFC
产品状态:量产
浏览次数:47 次
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产品简介

CXLE8470EB 是一款高精度低PF隔离反激原边恒流LED驱动芯片,内置650V高压MOS管,采用两绕组原边反馈架构,无需副边反馈回路和环路补偿电容。适合搭配前级APFC升压电路,实现两级隔离无频闪应用。芯片工作在临界连续模式和准谐振模式,降低开关损耗及EMI,提供输出开路保护、短路保护、逐周期限流、过温降电流等完善保护,采用DIP-7封装,适用于LED面板灯、筒灯等隔离驱动电源。

技术参数

输入电压范围 (VIN)85~265V
输出电压 (VOUT)ADJ
输出电流 (IOUT)50W
工作频率300K
转换效率93%
封装类型DIP7
Dimming methodPWM
功率管650V耐压MOS内阻1.8Ω
功耗10μA
Thd±3%
Power50W
Pf value.9
Topology隔离不带PFC
Application照明驱动
Topology typePSR
Ripple<5%
Operating temp-40℃~85℃
ProtectionOVP/OCP/短路保护
CertificationUL/CE
FeaturesAC/DC隔离低PF(驱动MOS)
MOS内阻1.8Ω
输出功率 @Vin:85V-265V(W)-

产品详细介绍

CXLE8470EB 低PF隔离反激原边恒流LED驱动芯片:650V MOS、两绕组原边反馈、支持APFC两级隔离无频闪

嘉泰姆电子 CXLE8470EB 是一款高精度低PF隔离反激原边恒流LED驱动芯片,内置650V高压MOS管,采用两绕组原边反馈架构,无需副边反馈回路和环路补偿电容。适合搭配前级APFC升压电路,实现两级隔离无频闪应用。芯片工作在临界连续模式和准谐振模式,降低开关损耗及EMI,提供输出开路保护、短路保护、逐周期限流、过温降电流等完善保护,采用DIP-7封装,适用于LED面板灯、筒灯等隔离驱动电源。

产品概述:低PF隔离反激原边恒流驱动新选择

CXLE8470EB 是嘉泰姆电子(JTM)推出的一款高精度低PF隔离反激原边恒流LED驱动芯片,内部集成650V高压功率MOS管、高压JFET启动电路。芯片采用先进的原边恒流控制技术,通过差分采样检测输出电压和退磁信号,实现两绕组隔离应用(VCC可独立供电或自供电),无需光耦和次级反馈电路,极大节约系统成本和体积。特别适合搭配前级Boost APFC升压电路,构成两级隔离无频闪LED驱动方案,满足高PF和低频闪要求的商业照明应用。

CXLE8470EB工作在电感电流临界连续模式(BCM)和准谐振(QR)模式,降低了开关损耗及EMI,提升变压器利用率。芯片内置完善的保护功能:输出开路保护(OVP)、输出短路保护、逐周期限流保护、过温降电流保护、电感和输出二极管短路保护等。采用DIP-7封装,具有良好的散热性能和抗干扰能力,适用于LED面板灯、筒灯等中高功率隔离驱动电源。

核心特点与技术优势

  • 两绕组原边反馈:无需辅助绕组反馈,VCC可独立供电,简化变压器设计,降低成本。
  • 内置650V高压MOS管:集成650V/1.52Ω功率管,满足宽输入电压范围,减少外部元件。
  • 高压JFET启动:内置高压启动电路,启动速度快,待机功耗低。
  • 支持APFC两级隔离无频闪:搭配前级Boost APFC,实现高PF、无频闪隔离驱动。
  • 准谐振/临界导通模式:降低开关损耗,改善EMI,提高转换效率。
  • 高精度恒流:内部基准电压200mV(典型),输出电流精度±5%。
  • 可编程输出过压保护(OVP):通过外部电阻灵活设置输出开路保护电压。
  • 过温降电流保护:结温超过145°C时自动降低输出电流,提高系统可靠性。
  • 完善的保护功能:逐周期限流、输出短路保护、电感/输出二极管短路保护、VCC欠压锁定等。
  • DIP-7封装:直插式封装,易于PCB布局和散热,适合工业化生产。

典型应用电路

CXLE8470EB 典型应用电路原理图
图1:CXLE8470EB 典型应用电路原理图
(反激拓扑,两绕组原边反馈,可搭配前级APFC构成两级无频闪方案,详细参数参考数据手册)

引脚封装与管脚功能

CXLE8470EB DIP-7 封装外形及管脚分布图
图2:CXLE8470EB DIP-7 封装外形及管脚分布图
(具体机械尺寸参见数据手册封装章节)

管脚功能描述 (DIP-7)

管脚号 名称 功能描述
1 CS 电流采样端,采样电阻接在CS与GND之间,用于原边峰值电流检测
2 ROVP 输出过压保护设置引脚,外接电阻到地,设置输出开路保护电压
3 VCC 芯片供电引脚,外接旁路电容到GND,可由外部电源或辅助绕组供电
4 GND 芯片地,信号地与功率地单点连接
5 HV 高压启动和供电引脚,同时用于输入电压检测和退磁采样,接母线电压
6,7 DRAIN 内置MOS管漏极,接变压器原边绕组

极限参数与电气特性 (TA=25°C)

绝对最大额定值

符号 参数 范围 单位
DRAIN 内置MOS漏极电压 -0.3 ~ 650 V
HV 高压启动和输入检测引脚 -0.3 ~ 700 V
CS CS引脚电压 -0.3 ~ 6 V
ROVP ROVP引脚电压 -0.3 ~ 6 V
VCC 芯片供电电压 -0.3 ~ 30 V
PDMAX 最大功耗 (DIP-7) 0.9 W
θJA 结到环境的热阻 80 °C/W
TJ 工作结温范围 -40 ~ 150 °C
TSTG 储存温度范围 -55 ~ 150 °C
ESD 人体模型 2 kV

电气参数 (典型值,无特别说明TA=25°C)

符号 参数描述 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位
VCC_CLAMP VCC钳位电压 IVCC=1mA 23 24.2 25.4 V
VCC_ON VCC启动电压 VCC上升 13.5 15 16.5 V
VCC_UVLO VCC欠压保护阈值 VCC下降 8.1 9 9.9 V
VREF 内部恒流基准电压 - 194 200 206 mV
RDS_ON MOSFET导通阻抗 VGS=10V, Ip=1.5A - 1.52 - Ω
BVDSS MOSFET漏源击穿电压 - 650 - - V
FMAX 最大工作频率 - 105 130 160 kHz
TREG 过温调节温度 内部结温检测 - 145 - °C

注:典型值在25°C下测试,参数由设计保证。CXLE8470EB 内置650V MOS,适用于两绕组隔离反激拓扑。

原边反馈恒流工作原理与输出电流设定

CXLE8470EB采用先进的原边反馈控制架构,通过检测HV引脚上的电压(反映变压器退磁和输出电压信息)和CS引脚上的原边峰值电流,实现输出恒流控制,无需光耦和次级反馈电路。

启动过程:系统上电后,母线电压通过HV引脚内部JFET对VCC电容充电。VCC电压低于2.5V时以大电流充电;2.5V到4.8V之间以较小电流充电;4.8V到启动阈值之间再次以大电流充电,确保快速启动。当VCC达到VCC_ON(典型15V)时,芯片开始工作。每次VCC从UVLO以下恢复时,都会经历100ms软启动过程,CS峰值电压分段线性增加,减小开机应力。

恒流控制:芯片工作于电感电流临界连续模式(BCM)和准谐振模式(QR)。内部基准VREF=200mV。输出LED电流计算公式:

Iout ≈ (VREF / (2 × RCS)) × (NP / NS)

其中RCS为原边采样电阻,NP/NS为变压器初次级匝比。例如,若VREF=0.2V,RCS=0.5Ω,匝比NP/NS=4,则输出电流Iout≈0.2/(2×0.5)×4=0.8A。

两级APFC无频闪应用:CXLE8470EB作为后级恒流电路,前级搭配Boost APFC升压电路(如BP系列PFC芯片),可实现PF>0.95、THD<10%、无频闪(SVM<0.4)的隔离LED驱动方案,满足高端商业照明和欧洲ERP标准要求。

关键技术深度解析

1. 两绕组原边反馈与输出过压保护(OVP)设置

CXLE8470EB采用两绕组变压器,无需辅助绕组。HV引脚同时承担高压启动、输入电压检测和退磁/输出电压采样功能。通过差分采样技术,精确检测输出电压。ROVP引脚用于设置输出空载保护电压,通过外接电阻ROVP到GND编程。计算公式:

ROVP = (36.75kΩ) / ( (5V / (VOVP × NPS)) + 0.9 ) - 1 (kΩ)

其中NPS=NP/NS,VOVP为设定的输出开路保护电压。ROVP引脚对地建议并联1nF-10nF电容,防止噪声误触发。

2. 准谐振与临界导通模式

芯片通过检测HV引脚上的退磁信号,在变压器磁芯复位后,检测到谐振谷底时导通功率管,实现准谐振(QR)开关。这种工作模式降低了开关损耗(减小开通损耗),改善了EMI特性,同时提高了轻载效率。最大工作频率被限制在130kHz(典型),避免过高的开关损耗。

3. 线性调整率补偿与温度补偿

由于信号传播延时和MOSFET关断延时,输出电流会随输入电压变化。CXLE8470EB内置线性调整率补偿功能,通过HV引脚检测输入母线电压,转换成补偿电压叠加到采样到的VCS电压上,使输出电流在宽输入电压范围内保持恒定。同时,芯片内置温度补偿电路,补偿CS采样电阻温漂、变压器感量变化和输出二极管漏电流增加导致的输出电流下降,确保全温度范围恒流精度。

4. 保护功能详解

  • 逐周期限流:每个周期检测CS电压,超过VCS_TH1(0.35V)时立即关断功率管。
  • 输出短路保护:连续35ms检测不到退磁信号(或检测到输出电压异常),进入短路保护,等待350ms后重启。
  • 电感/输出二极管短路保护:CS电压超过VCS_TH2(1.2V)时触发保护。
  • VCC过压/欠压保护:VCC超过26.5V(典型)触发钳位或保护;低于UVLO阈值时关闭输出。
  • 过温降电流保护:结温超过145°C时,输出电流线性下降,Toff延长,系统进入DCM模式,温度恢复后自动复原。

5. 设计实例与变压器设计要点

以30W 1A输出隔离LED驱动为例:输入电压200-240V(经APFC后母线电压400V),输出30V/1A。选择匝比NP/NS=400V/(30V+1V)=12.9,取13。则RCS=VREF/(2×Iout)×NP/NS=0.2/(2×1)×13=1.3Ω。变压器设计需保证最大工作频率<130kHz,确保BCM/QR模式。辅助供电可由外部独立电源提供,也可通过增加辅助绕组实现自供电(需注意两绕组模式下VCC需外部供电)。PCB布局时需注意:VCC旁路电容紧靠芯片,CS采样电阻功率地线短而粗,ROVP电阻紧靠芯片并加滤波电容,减小大电流环路面积以降低EMI。

PCB Layout指南

  • VCC的旁路电容必须紧靠芯片VCC和GND引脚。
  • 电流采样电阻的功率地线尽可能粗,且要离芯片的地尽量近,信号地需要单独连接到芯片的地引脚。
  • 减小大电流环路的面积:变压器初级、功率管及吸收网络的环路面积,以及变压器次级、次级二极管、输出电容的环路面积,以减小EMI辐射。
  • 接到ROVP的电阻必须靠近ROVP引脚,且节点要远离变压器的动点,否则系统噪声容易误触发ROVP的OVP保护功能。
  • HV引脚走线注意高压安全间距,与低压区域保持至少1.5mm距离。HV引脚对地可加一个小电容(<22pF)滤除噪声,但需注意不影响退磁检测。
  • DIP-7封装建议在芯片下方铺设铜皮辅助散热,或使用散热片。

订购信息与封装

产品型号 封装 包装方式 打印标识
CXLE8470EB DIP-7 管装 50只/管 CXLE8470E + 批次码

芯片符合RoHS、REACH及无卤素标准,工作结温范围-40℃~150℃,存储温度-55℃~150℃。建议波峰焊或手工焊接温度遵循相关标准。

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