CXLE83181EN 非隔离降压型有源PFC LED驱动芯片：高PF低THD、无VCC/COMP电容、支持开关调色和感应灯应用

嘉泰姆电子 CXLE83181EN 是一款带有源功率因数校正的高精度非隔离降压型LED驱动芯片，内置600V高压MOS管，专为通用电源设计。芯片工作在电感电流临界导通模式，实现高功率因数、低总谐波失真和高效率。创新的无VCC和COMP电容设计极大简化外部电路，特有的电流检测技术确保高精度输出恒流。支持Enable功能（通过ROVP引脚），兼容开关调色和感应灯应用，采用SOP7封装，适用于LED球泡灯、LED灯管等非隔离照明。

产品概述：高集成度有源PFC非隔离降压驱动新标杆

CXLE83181EN 是嘉泰姆电子(JTM)推出的一款高性能有源功率因数校正(PFC)非隔离降压型LED驱动芯片，内部集成600V高压功率MOS管。芯片工作在电感电流临界导通模式（BCM），通过有源PFC控制实现高功率因数（PF>0.9）和低总谐波失真（THD<20%），同时保持高效率。与传统的PFC驱动方案不同，CXLE83181XN去除了VCC电容和COMP补偿电容，显著简化了外部电路，降低了BOM成本。

芯片采用特有的电流检测技术，通过外部一个采样电阻即可精确设定LED输出电流，具有良好的线性调整率和负载调整率。CXLE83181XN还提供了Enable功能：通过ROVP引脚电压控制芯片的开启和关断，非常适合于开关调色、感应灯等智能照明应用。内置多重保护功能：LED短路保护、LED开路保护（可外部电阻设置OVP点）、逐周期电流限流、过热调节等，确保系统高可靠性。采用SOP7封装，适用于LED球泡灯、LED灯管及其他非隔离恒流驱动应用。

核心特点与技术优势

• 有源功率因数校正：高PF值（>0.9），低THD（<20%），满足照明谐波标准。
• 无VCC和COMP电容：芯片内部集成供电和补偿，外部电路极简，BOM成本低。
• 内置600V高压MOS管：集成600V功率管，满足宽输入电压范围（85V~265V）。
• 电感电流临界导通模式(BCM)：降低开关损耗，优化EMI，提高转换效率。
• 高精度恒流：内部基准电压300mV（典型），外置采样电阻设定LED电流。
• Enable功能：通过ROVP引脚电压控制芯片开关，兼容开关调色和感应灯应用（ROVP>0.3V开启，<0.1V关断）。
• 可编程输出开路保护(OVP)：通过ROVP外接电阻设置开路保护电压，灵活适配不同输出规格。
• 过热调节功能：芯片结温超过140°C时自动降低输出电流，提高系统可靠性。
• 完善的保护功能：LED短路保护、逐周期电流限流、内置前沿消隐等。
• SOP7封装：贴片封装，适合自动化生产，节省PCB空间。

典型应用电路

图1：CXLE83181EN 典型应用电路原理图
(非隔离降压拓扑，有源PFC，外置采样电阻Rcs，ROVP电阻设置OVP，HV接母线电压，DRAIN接电感)

引脚封装与管脚功能

图2：CXLE83181EN SOP7 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)

极限参数与电气特性 (T_A=25°C)

绝对最大额定值

电气参数 (典型值，无特别说明HV=100V, TA=25°C)

注：典型值在25°C下测试，参数由设计保证。CXLE83181EN 无VCC/COMP电容，外置采样电阻设定电流，支持Enable开关控制。

有源PFC降压工作原理与恒流设定

CXLE83181XN采用有源功率因数校正技术，工作在电感电流临界导通模式（BCM），实现高PF、低THD和高效率。

启动与供电：系统上电后，母线电压通过HV引脚给内部电源供电，无需外部VCC电容。当内部电源达到开启阈值后，芯片以预设导通时间开始输出PWM信号控制功率管开通，电感电流线性上升，实现输出电流软启动，减小开机应力。

恒流控制：芯片逐周期采样CS引脚上的电压（反映电感峰值电流），与内部基准V_REF=300mV比较，通过闭环控制调整导通时间，实现高精度恒流输出。由于工作在临界导通模式，电感电流在每个开关周期都从零开始上升，因此输出电流即为峰值电流的一半乘以占空比相关因子，在BCM下，输出LED电流简化计算公式为：

其中R_CS为外接电流采样电阻。例如，若需要300mA LED电流，则R_CS=0.3V/0.3A=1Ω。由于内部基准精度±3%，可保证高精度恒流。

临界导通模式优势：BCM模式实现了功率管的零电流导通（ZCS）和准零电压导通，降低了开关损耗，提高了效率；同时开关频率随输入电压变化，分散了谐波能量，改善了EMI性能。

关键技术深度解析

1. 无VCC/COMP电容的简化设计

传统PFC驱动芯片通常需要外部VCC电容提供稳定电源，以及COMP电容进行环路补偿。CXLE83181XN内部集成了高压JFET供电电路和优化的控制算法，无需外部VCC电容和COMP电容即可稳定工作。这不仅减少了BOM元件数量，降低了成本，还提高了系统可靠性，尤其适合对体积有严格要求的紧凑型LED球泡灯和灯管。

2. Enable功能与开关调色应用

ROVP引脚兼具输出过压保护和Enable功能。当ROVP引脚电压高于0.3V时，芯片正常工作；当ROVP电压低于0.1V时，芯片进入Disable保护状态，关断输出。这一特性非常适合智能照明中的开关调色和感应灯应用：通过一个简单的开关或传感器控制ROVP引脚电压（例如通过分压电阻或MOS管拉低），即可实现灯具的开关、色温切换或人体感应控制，无需额外的MCU或复杂电路。

注意：ROVP外接电阻R_OVP会从芯片内部流出约100μA电流，因此R_OVP会产生一个直流电压。为保证Enable功能正常工作，R_OVP应大于3kΩ（确保电压>0.3V），同时可利用此电压作为开启信号。若无需OVP和Enable功能，ROVP引脚悬空即可。

3. 输出开路保护(OVP)设置

当LED开路时，输出电压会持续上升，导致退磁时间变短。芯片内部通过检测退磁时间并结合ROVP外接电阻来计算输出过压保护阈值。OVP电压计算公式近似为：

其中L为功率电感感量（mH），R_OVP为ROVP引脚对地电阻（kΩ），R_CS为采样电阻（Ω）。通过合理选择R_OVP，可以精确设定开路保护电压，防止输出电压过高损坏LED或输出电容。若不需要OVP功能，ROVP引脚悬空即可。

4. 过热调节与保护功能

• 过热调节：当芯片结温达到140°C时，输出电流开始线性下降，抑制温升，保护芯片和电源系统。温度恢复后自动恢复输出电流。
• 逐周期限流：每个周期检测CS电压，当CS电压超过1.8V时，立即关断功率管，防止电感饱和或输出短路导致过流。
• LED短路保护：当输出短路时，芯片工作频率降低至5kHz以下，限制输出功率，保护功率管和续流二极管。

5. 设计实例与电感选择

以18W LED灯管驱动为例：输入电压220V AC，输出60V/300mA。选择R_CS=0.3V/0.3A=1Ω。电感设计：根据BCM工作条件，电感量L = (V_{in_peak} - V_out) × T_ON / ΔI，实际设计时需确保最大导通时间不超过TON_MAX(6μs)，最低频率不低于20kHz。建议采用PQ或EE型磁芯，电感量典型值1mH~2mH。ROVP电阻选择：若设定OVP为80V，根据公式R_OVP ≈ (V_OVP × R_CS) / (15 × L)，代入L=1.5mH，R_CS=1Ω，得R_OVP≈ (80×1)/(15×1.5)=3.56kΩ。同时需确保ROVP电压>0.3V（100μA×3.56kΩ=0.356V，满足）。

PCB Layout指南

• 地线走线：电流采样电阻的功率地线尽可能短而粗，直接连接到芯片GND引脚，信号地单独连接到GND，实现单点接地。
• 功率环路面积：尽可能减小大电流环路（如母线电容→电感→功率管→CS电阻→GND→母线电容负极）的面积，以减少EMI辐射。
• DRAIN引脚：DRAIN引脚是高压开关节点，铺铜面积不宜过大，否则会耦合噪声恶化EMI。适当加大铺铜有助于散热，但需平衡EMI。
• CS引脚：CS引脚为电流采样端，尽可能加大CSPin铺铜有助于散热，但采样电阻到CS引脚的走线应短且远离高压节点。
• ROVP引脚：ROVP电阻应靠近芯片放置，引线要短，避免噪声耦合导致误触发Enable或OVP。
• 散热设计：SOP7封装散热能力有限，建议在芯片下方铺设铜皮辅助散热，对于功率超过10W的应用，考虑增加散热面积或使用铝基板。

订购信息与封装

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℃。建议回流焊温度遵循IPC/JEDEC J-STD-020标准。

更多资源与技术支持

嘉泰姆电子提供完整的LED驱动产品组合，涵盖非隔离有源PFC降压驱动、原边反馈隔离驱动、线性恒流驱动、高PF无频闪驱动等方案。访问官网 www.jtm-ic.com 获取最新产品动态。您也可以下载LED系列驱动选型芯片手册(PDF)，涵盖室内外照明、工业照明等应用。如需紧急设计协助，请邮件联系 ouamo18@jtm-ic.com 或致电 13823140578，我们的资深工程师将在24小时内响应。