CXLE86320 自适应LED纹波抑制芯片:消除100Hz/120Hz频闪,提升照明品质
内置150V MOS管 | 自适应降低功耗 | 高温自动调整纹波抑制 | 过温/过流/LED短路保护 | 适用于日光灯、面板灯、球泡灯
一、产品概述
在LED照明领域,为了实现高功率因数和低谐波,许多电源方案采用单级PFC拓扑。然而,这种拓扑会产生100Hz/120Hz的工频纹波,导致LED出现人眼可察觉的频闪,影响照明舒适度,甚至引起视觉疲劳。为解决这一问题,嘉泰姆电子推出了CXLE86320——一款自适应的抑制LED纹波电流的控制芯片。将其与LED串联,可以主动抑制前端驱动输出的低频纹波,同时根据电流自动调整MOS管的压降,使系统在消除纹波的同时功耗最低。
CXLE86320内置150V高压MOS管,内部集成了15V钳位电路,无需外部LDO。芯片通过CS引脚的外接采样电阻灵活设置LED峰值电流,有效防止短路或热插拔时对MOS管和LED灯珠的损害。此外,芯片内置温度补偿功能:当温度升高时自动调整纹波抑制深度,降低MOS管功耗,确保系统长期可靠。CXLE86320采用ESOP8封装,外围电路极其简单,是LED日光灯、面板灯、球泡灯、装饰灯等无频闪应用的理想选择。
二、主要特点与技术优势
消除100Hz/120Hz纹波
保证LED无频闪
高压集成,简化设计
耐压余量充足
无需外部稳压电路
最大钳位电流11.5mA
通过CS电阻灵活设置
防止过流损坏
温度升高时降低纹波抑制
减少MOS管功耗
过温保护 | 过流保护
LED短路保护
仅需少量阻容元件
易于布板和生产
与传统的被动滤波(大电解电容)或线性稳压方案相比,CXLE86320采用自适应控制策略:实时检测LED电流,动态调整内部MOS管的等效阻抗,使流过LED的电流低频分量被有效衰减。这种有源纹波抑制方式不仅效率高,而且能够适应宽输入电压和负载变化,同时避免了大电解电容带来的体积和寿命问题。
三、关键技术参数表
| 参数 | 符号 | 测试条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 输入电压范围(MOS漏极) | VIN | - | - | - | 150 | V |
| VDD钳位电压 | VDD_CLAMP | I_钳位=5mA | 13.5 | 15 | 16.5 | V |
| 最大钳位电流 | I_CLAMP | - | - | 11.5 | - | mA |
| CS采样电压阈值 | V_CS_TH | 峰值电流检测 | - | 0.5 | - | V |
| 工作电流 | I_OP | VDD=15V | - | 0.8 | 1.5 | mA |
| 过温保护阈值 | T_OTP | - | - | 150 | - | ℃ |
| 高温调节起始温度 | T_ADJ | 开始降低纹波抑制 | - | 120 | - | ℃ |
| 封装类型 | ESOP8(带散热焊盘) | |||||
四、典型应用电路与引脚封装

电路原理图占位
(正式发布时替换为 CXLE86320 典型应用电路图,包括输入整流滤波、单级PFC驱动、CXLE86320与LED串联的接法、CS电阻、VDD供电电阻等)
(正式发布时替换为 ESOP8 封装外形图及引脚功能描述:DRAIN、VDD、GND、CS等)
典型应用中,CXLE86320串联在单级PFC驱动输出与LED灯串之间。驱动输出的正极接LED阳极,LED阴极接芯片的DRAIN引脚,芯片的SOURCE(内部MOS源极)通过CS电阻接地,同时连接到LED负极回路。VDD引脚通过一个限流电阻(例如10kΩ~100kΩ)接到驱动输出正极,利用内部15V钳位为芯片供电。CS电阻决定峰值电流:I_peak = 0.5V / Rcs。合理选择Rcs可限制最大电流,保护LED和MOS管。
五、设计指南与纹波抑制原理
5.1 纹波抑制原理
单级PFC驱动输出的电流波形包含100Hz(全波整流后)或120Hz(60Hz系统)的低频包络。CXLE86320通过检测流过LED的瞬时电流,与内部基准比较,控制MOS管的导通阻抗:当输入电流上升时增大阻抗,下降时减小阻抗,从而使输出电流保持恒定。这种自适应控制算法能够在宽输入范围内将纹波电流抑制到±5%以内,人眼完全无法察觉频闪。
5.2 CS电阻选择
CS引脚外接电阻Rcs用于限制峰值电流。当流过MOS管的电流在Rcs上产生的电压达到0.5V时,芯片会关断MOS管,实现逐周期过流保护。因此最大峰值电流为:I_peak_max = 0.5V / Rcs。例如,需要限制峰值电流不超过1A,则Rcs = 0.5Ω。实际应用中,建议将Rcs设为额定电流的1.2~1.5倍,以承受瞬态过冲。
5.3 高温自适应机制
当芯片结温超过约120℃时,内部温度补偿电路开始工作,适当放宽纹波抑制的精度(即允许输出纹波略微增大),从而降低MOS管的开关损耗和导通损耗。这可以有效防止热失控,确保系统在高温环境下仍能稳定工作。若温度继续上升至150℃,过温保护将关闭输出,待温度下降后自动恢复。
5.4 功耗与散热设计
CXLE86320的功耗主要来自内部MOS管的导通损耗和开关损耗。功耗近似为:P = (V_IN - V_LED) × I_LED,其中V_IN为驱动输出电压平均值,V_LED为LED灯串总正向压降。设计时应确保结温不超过125℃。ESOP8封装底部散热焊盘必须可靠焊接至PCB地平面,并布置过孔阵列以增强散热。
六、设计实例:40W 面板灯无频闪方案
| 项目 | 规格 |
|---|---|
| 输入驱动 | 单级PFC恒流源,输出48V/830mA,纹波峰峰值±20% |
| LED灯串 | 16串2并,总VF≈48V,额定电流800mA |
| CXLE86320参数 | Rcs=0.62Ω(峰值电流限制≈0.8A),VDD电阻=22kΩ/0.5W |
| 纹波抑制效果 | 抑制后LED电流纹波<±5%(20mA),无可见频闪 |
| 额外功耗 | 约1.2W(芯片温升≤45℃ @ 环境25℃) |
| 保护功能验证 | LED短路时电流限制在0.8A,芯片不损坏 |
该设计已通过IEC 61000-3-2谐波测试和IEEE 1789频闪标准。相比使用大电解电容的方案,体积减小30%,寿命提高(无电解瓶颈),且成本更低。
七、常见问题解答
Q1:CXLE86320可以完全消除100Hz纹波吗?
可以抑制至很低水平(典型残余纹波<5%),完全满足无频闪认证要求。由于是自适应控制,不会完全为零,但人眼无法察觉。
Q2:芯片是否需要外接MOS管?
不需要,150V MOS管已内置,外围只需一颗CS电阻和VDD限流电阻。
Q3:VDD引脚串联电阻如何选择?
电阻值 = (VIN_max - 15V) / 10mA。例如,驱动输出最大电压60V,则R=(60-15)/0.01=4.5kΩ,取4.7kΩ/0.25W以上。
Q4:芯片支持PWM调光吗?
CXLE86320本身不直接支持调光,但可以串联在调光驱动之后,不影响前级的PWM调光功能。注意调光频率应避开100Hz附近。
Q5:LED短路时芯片会损坏吗?
不会。CS电阻限制峰值电流,同时内部过流保护会逐周期动作,即使输出短路也不会超过设定电流。
获取完整技术资料与免费样品
CXLE86320现已量产,可提供样品、评估板、详细数据手册及FAE在线支持。欢迎LED照明工程师申请试用,体验无频闪照明方案。
邮件咨询:ouamo18@jtm-ic.com | 技术热线:13823140578
更多产品选型:嘉泰姆产品选型手册

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