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CRM8040 电源IC规格书
C,启动电阻的大小影响系统启动时间,启动电阻大小设定在: 选用大的启动电阻,启动时间会较大,但是会得到较小的静态功耗。启动电阻和 VDD 滤波电容需要折中选
择,可参考下式:
11. VDD 供电的限流电阻RVDD
当输出电压高于 VDD 的保护电压时,为了避免使用变压器绕组对 VDD 供电,需要采用一颗限流电阻,CRM8040 只有在开关管关闭时才对 VDD 电容进行充电:
2. L1电感相关参数:
A,计算电感Lm:
2,RCS电阻的误差直接决定输出电流的精度,建议选择1%或则更高精度的电阻。 D,计算最大电感电流(逐周期电流限制):
CRM8040 电源管理 IC 深圳市振华凌云科技有限公司
3. 电感电流检测电阻RCS 功耗计算:
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为了保证最高的效率,调节该电阻的阻值,使正常工作时VDD电压在13.0V~20V即可,如果VDD引脚使用了 额外的齐纳二极管,注意正常工作时,VDD电压不要达到齐纳管的耐压,以减小VDD供电电阻RVDD上的功率 损耗。
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为了保证CRM8040的VDD供电不受输出电压变化以及输入电压变化的影响,方便调试和量产,建议在VDD 引脚到芯片GND之间放一颗小功率齐纳二极管,将工作时VDD电压嵌位在17V~22V之间。 注:IOP是8040工作时的典型工作电流;VOUT是输出LED灯上的电压。
CRM8040 电源管理压降低到~18V以下时,CRM8040将会发生输出短路保护(在发生短路保护以前,可能已 经发生VDD的欠压保护)。 由于 ZCD 引脚也是电感电流过零的检测脚,同时 ZCD 引脚在 PCB 板上存在寄生电容,太大的 RZCDH 在电感 L1 电流过零后和开关管 Q1 下一次开通之间,RZCDH 和寄生电容会产生一个延时,太小的 RZCDH 将会降低电源 整机的效率,考虑到 ZCD 引脚内部的嵌位电流、电源效率以及电感电流过零检测,RZCDH 一般取 500kΩ~600kΩ,考虑到电阻的耐压,选取 2 颗 270kΩ&1/8watt 电阻串联;RZCDL 采用一颗 1/8 的电阻即可。
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产品设计应用指导书
Item No.: 产品编号:
Product: 产品名称:
Date: 日期:
CRM8040 电源管理控制 IC 2014/1/12
CRM8040 应用设计指导书 V1.0
摘要:
本文阐述了一个基于功率因数校正的升降压型LED恒流驱动电源,包括芯片的特征和详细的工作原理,以 及设计技巧。
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应用:
48W 以内 LED 驱动电源
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CRM8040是一款高精度线性LED恒流控制芯片,具有高功率因数,采用SOP-8L封装。自有专利实时电流控制 技术能根据CS管脚上的电压准确地控制LED电流。特别是无变压器设计简化了LED灯系统。 CRM8040在QR模式下工作,降低了MOS管的开关损耗。CRM8040的多重保护功能极大提高了系统的可靠性 和安全性。CRM8040具有以下几个功能:LED短路保护、LED开路防护、逐周期电流限制、VDD 欠压锁定、 过压防护和过温迟滞保护。为了保护外部的功率MOS管,驱动器输出电压最大控制在18V。
开
关
周
期
为
:
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注:1,VD_F表示续流二极管正向导通压降;如果忽略续流二极管正向导通压降,计算出来的TON≈4.984uS。 2,正常工作时,在设定低压交流输入的频率值时,工作频率不要低于20kHz,避免变压器发出声音, 考虑到EMI/EMC,波峰时的工作频率避开50kHz/100kHz,同时高压输入时,波峰处的频率在小于 110kHz(CRM8040最大频率被限定在125kHz以下)。
5. 输出滤波电容COUT
A,输出LED工作电压为51.2V,考虑到15%裕量,最高电压可以到58.9V,选择耐压为63V或则80V的电容即 可; B,,由于是单极PFC应用,输出电流为200mA,所以先选择一个220uF的电容,具体大小视要求LED电流纹 波而定。电容越大,LED上的电流纹波越小。
外围元器件设计流程:
采用CRM8040设计一个LED驱动,规格如下:
1. 设定开关频率:
CRM8040工作在固定导通时间,并且在QR模式下工作,所以工作时,开关频率是变化的,最低工作频率出
现在低压交流输入波峰处,为了减小电感量和EMI滤波器的尺寸,当85VAC输入时,波峰处的频率定在60kHz,
所
以
RZCDH 是指芯片 ZCD 引脚输出 LED+端连接的电阻;RZCDL 是指芯片 ZCD 引脚和芯片参考地 GND 直接连接的电阻。 通过调节 RZCDH 和 RZCDL 的比值,可以设定输出 LED 的开路保护电压和短路保护电压。 该电阻选取1%或则5%精度电阻都可以,但是由于该电阻决定了LED开路时的保护电压,所以当选取5%电阻 时,注意考虑电阻精度误差,确保LED输出滤波电容不会因为LED开路过压而损坏; 输出LED电压51.2V,考虑15%的余量,保护电压到58.9V,设置开路保护电压为60V;考虑到0805电阻的耐 压在150V左右,RZCDH取3颗220kohm 1/8电阻串联:
6. 补偿电容CCOMP
A,选择耐压6.8V的电容即可; B,在全电压范围单极 PFC 应用中,由于 8040 内部采用了优化的误差放大器,外部 CCOMP 采用 100nF~330nF 即可保证环路稳定,为了获得较高的 PF 值通常选择补偿电容为 220nF。
7. 功率开关管Q1
A,流过功率管的最大电流为:
注:VAC_MAX是最大输入交流有效值;VP_MAX为输入滤波电容上最大的电压值。 B,输入滤波电容值的大小将会影响高压或则低压时的PFC值,根据输出功率不同,电容值选取也不一样, 一般取值在几十nF至几百nF之间,如果高压时PFC偏低,考虑将该电容适当减小,如果低压时PFC偏低,考 虑将该电容适当加大,该电容选取还与共模电感的感量和EMI元器件选择有关。
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8. 续流二极管D1
该二极管在功率管关闭以后将担负续流的作用。慢速二极管不仅会引起过高的前沿电流尖峰,使开关周期 提前错误关断,造成输出电流达不到设定值,而且较大的反向恢复电流会在二极管上产生过高的功率消耗, 所以该二极管必须是快恢复或超快恢复二极管。
五. PCB 注意事项
1、为了得到优异的EMI特性,减小输入电源上的纹波,桥式整流后的电容应该尽可能接近桥式整流器; 2、CS pin 到功率MOSFET源级连线尽量短; 3、输入电流回路面积尽量小; 4、CS电流采样线和DRV驱动线避免平行布线; 5、去耦电容尽量靠近芯片; 6、芯片避免布线在功率回路内; 7、地线布线要注意避免产生地回路; 8、芯片的功率地和信号地必须分开; 9,RZCDH 和 RZCDL 应该尽可能靠近芯片,RZCDL 的地步能连接到芯片的功率地
10. VDD 启动电阻 RST 和滤波电容 CVDD
A,VDD是作为芯片工作时的供电,VDD滤波电容起到储能与滤波的作用。芯片VDD的过压保护典型值为25V, 推荐选择耐压35V的电容。 B,CRM8040的VDD引脚的迟滞电压VDDON-VDDOFF=5.5V,对于30V以下的输出电压,选取6.8uF以下电容即可 (视输出滤波电容的大小调整),对于30V以上的输出电压,选取6.8uF以上的电容即可。
特征:
非隔离BUCK-BOOST拓扑结构 输入通用交流电压时,输出电流变化±4% 高输入功率因数 使用较少的外围元件,成本低 无变压器的简化设计 QR操作模式提高效率 可编程输出电流设置 逐周期电流限制 防止电感饱和 减弱器件容差,低温度系数 CS脚内置前沿消隐电路 LED 开短路保护 ZCD脚内置前沿消隐电路 OTP 3000V HBM ESD