CXLE83218D PWM/Analog调色控制芯片 | 双路250V MOSFET 色温补偿 - 嘉泰姆电子

CXLE83218D PWM/Analog调色控制芯片 | 双路250V MOSFET 色温补偿 - 嘉泰姆电子

产品型号:CXLE83218D
产品类型:照明驱动
产品系列: 开关调光调色
产品状态:量产
浏览次数:61 次
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产品简介

CXLE83218D内置双路250V MOSFET的高性能PWM/Analog调色控制芯片。通过调节输入的PWM信号占空比或模拟电压电平,芯片能够线性调整两路LED光源的发光比例,实现平滑、无级的色温调节。两路LED输出电流严格互补,调色过程中总电流保持恒定,等于前级恒流源输出电流,确保亮度不变而色温连续变化

技术参数

输入电压范围 (VIN)100V V
输出电压 (VOUT)-
输出电流 (IOUT)<200mA
工作频率1.4MHz
转换效率95%
封装类型SOP8
Power20W
Topology开关调光调色
Pf value.95
Dimming method模拟调光/PWM调光
Thd<10%
Ripple.02
Operating temp-40℃~85℃
ProtectionOVP/OCP/短路保护
CertificationUL/CE
ApplicationPWM/模拟调色温 CCT
Topology type降压型
MOS250V /6Ω
功率段调整0-100%

产品详细介绍

CXLE83218D 高性能PWM/Analog调色控制芯片
内置双路250V MOSFET · 色温补偿 · 互补调色

产品版本:Rev.1.1 | 更新时间:2026年4月 | 嘉泰姆电子 (jtm-ic.com)

1. 产品概述

CXLE83218D 是嘉泰姆电子推出的一款内置双路250V MOSFET的高性能PWM/Analog调色控制芯片。通过调节输入的PWM信号占空比或模拟电压电平,芯片能够线性调整两路LED光源的发光比例,实现平滑、无级的色温调节。两路LED输出电流严格互补,调色过程中总电流保持恒定,等于前级恒流源输出电流,确保亮度不变而色温连续变化。

该芯片外部元器件极少,VCC可以由待机电源的3.3V直接供电,省去了高压侧供电外部器件,极大简化设计。芯片兼容幅值为3.3V/5V的PWM信号和0.5V~1.8V模拟信号,并支持10kHz以下的PWM调色频率。浮动的高压侧对GND耐压可达600V,能够广泛适应于各种LED恒流驱动电路。此外,CXLE83218D特有的色温补偿功能可通过外部电阻设置,补偿两路LED灯珠的固有色温偏差,提升照明一致性。

2. 主要特点

  1. • PWM/Analog双路互补调色:支持PWM信号或模拟电压控制,调色过程平滑无闪烁。•
  2. • VCC宽电压范围:支持3.3V~20V供电,可直接由3.3V待机电源供电,简化设计。
  3. • 内置双路250V/6Ω MOSFET:集成两颗功率管,节省PCB面积,降低BOM成本。
  4. • 兼容3.3V/5V输入PWM信号:高电平阈值2.2V,低电平0.25V,支持10kHz以下频率。
  5. • 兼容0.4V~2.0V模拟信号调色:可配合电位器或DAC实现线性色温控制。
  6. • 外围电阻可调色温偏差:通过Rdelay外接电阻,可独立补偿两路LED的色温偏差。
  7. • 高压侧对GND耐压600V:适配各种非隔离/隔离LED恒流拓扑。
  8. • 低待机功耗:低压侧静态工作电流典型值80uA,高压侧静态电流典型值40uA。
  9. • SOP-8封装:标准小尺寸封装,易于生产。

3. 典型应用领域

  1. • LED智能调光调色灯泡(可调色温智能灯)
  2. • 拨码开关调色LED照明
  3. • 商业照明色温可调方案
  4. • 智能照明系统(配合MCU或无线模块)
  5. • 其他需要PWM或模拟控制双路LED比例的场景

4. 引脚配置与功能描述

CXLE83218D采用SOP-8封装,引脚定义如下表所示,设计时需注意高压侧引脚布局安全间距。
  引脚配置与功能描述

管脚号 管脚名称 功能描述
1 VH 高压侧供电端,连接LED+母线,内部JFET供电,无需外接电阻电容。
2 VS 高压侧浮地,连接LED灯串的公共端或恒流源输出负极,铜箔尽量短宽。
3 D2 内部MOSFET 2漏极,连接第二路LED灯串阴极。
4 D1 内部MOSFET 1漏极,连接第一路LED灯串阴极。
5 Rdelay 色温补偿设置电阻,外接电阻到GND可调节补偿延时;悬空或接大电阻则补偿无效。
6 PWM PWM/模拟信号输入端,兼容3.3V/5V PWM或0.5V~1.8V模拟电压,内置200kΩ下拉电阻。
7 VCC 低压供电端,推荐电压3.3V~20V,外接旁路电容至GND。
8 GND 芯片地,信号参考地,需单点接地。

5. 极限参数与设计推荐

注:超过极限值可能永久损坏芯片。推荐工作范围内功能正常。
极限参数 (注1)
符号 参数 最小值 最大值 单位
VH-VS 芯片高压供电端耐压 -0.3 300 V
VS-GND 高压侧浮地对低压侧GND耐压 -0.3 600 V
D1,D2 内部功率管漏极到源极峰值电压 -0.3 250 V
IDMAX D1,D2内部功率管漏极最大电流 - 200 mA
VCC 芯片低压供电接口 -0.3 20 V
PWM PWM调光接口 -0.3 6 V
Rdelay 色温补偿接口 -0.3 6 V
PDMAX 功耗 (注2) - 0.45 W
θJA PN结到环境的热阻 - 145 ℃/W
TJ 工作结温范围 -40 150
推荐工作条件
VCC工作电压:3.0V ~ 20V
高压侧LED电压:建议 > 10V 以保证内部JFET供电稳定
散热建议
输出电流较大时,需增加D1/D2引脚铜箔面积,增强散热。最大推荐输出电流200mA(受限于内部MOSFET)。

6. 电气参数 (VCC=3.3V, VHS=30V, TA=25℃)

符号 描述 条件 最小值 典型值 最大值 单位
电源电压
VCC_OP VCC工作电压范围 - 3.0 - 20 V
IQCC 低压侧芯片工作电流 PWM=0V 50 80 120 uA
IQHS 高压侧工作电流 PWM=3.3V - 40 80 uA
ILK 高压侧对GND漏电流 VH=VS=600V - - 50 uA
PWM/模拟接口
PWM_H PWM高电平阈值 - - 2.2 - V
PWM_L PWM低电平阈值 - - 0.25 - V
RPWM PWM下拉电阻 - - 200 -
VPWM 模拟调色电压范围 - 0.5 - 1.8 V
FCRY 模拟调色输出载波频率 - - 5 - kHz
色温补偿 (Rdelay)
Tdelay 色温补偿延时时间 Rdelay=20kΩ 54 60 66 us
Vdelay Rdelay脚内部电压 - - 0.3 - V
Rdelay范围 外接下拉电阻阻值范围 - 4 - 40
功率管 (D1,D2)
RDS_ON 功率管导通阻抗 IDS=100mA - 5.5 - Ω
BVDS 功率管的击穿电压 - 250 - - V
内部时间控制
ton 开通延时 Vs=0V - 350 - ns
toff 关断延时 Vs=0V or 500V - 350 - ns

7. 工作原理与应用信息

7.1 启动与供电设计

系统上电后,芯片低压侧由VCC供电(外部提供3.3V~20V)。当VCC电压低于开启阈值时,默认D1关闭,D2开通;VCC达到开启阈值后,D1/D2受外部PWM或模拟信号控制。芯片高压侧由LED电压直接供电,内部集成JFET提供稳定基准,无需外接VH电容和限流电阻,大大简化外围。为保证高压侧稳定工作,推荐LED电压大于10V。

7.2 PWM调色原理

CXLE83218D根据PWM引脚输入信号的占空比,控制两路内部MOSFET互补导通:当PWM电压高于2.2V(高电平)时,D1开通,连接D1的LED点亮,D2关断;当PWM电压低于0.25V时,D2开通,D1关断。通过调节PWM占空比,可以连续改变D1与D2导通时间的比例,使两路灯串的平均电流互补变化,从而实现色温从冷白到暖白的无极调节。芯片兼容3.3V/5V MCU输出的PWM信号,最高支持10kHz频率,内置200kΩ下拉电阻。

7.3 模拟调色原理

当PWM引脚输入0.5V~1.8V的直流模拟电压时,芯片内部将采用5kHz的固定载波,根据模拟电压线性调节输出占空比。模拟电压越高,D1导通比例越大(偏冷色),反之D2导通比例越大(偏暖色)。模拟调色模式非常适合配合电位器实现手动无级色温调节。注意事项:控制灭灯时模拟信号电压需低于0.25V,控制100%亮度时模拟信号电压需高于2.2V;其他亮度档位应控制在0.5V~1.8V范围内以保证线性度。

模拟调色原理
模拟调色原理

[图] CXLE83218D PWM/模拟调色时序示意图:高电平时D1导通,低电平时D2导通;模拟输入经内部5kHz载波调制。

7.4 色温补偿功能 (核心优势)

由于不同批次或不同色温的LED灯珠存在光效偏差,导致同一电流下两路亮度不一致,影响调色均匀性。CXLE83218D特有的色温补偿功能通过Rdelay外接电阻到地,可以独立补偿两路LED的脉宽。补偿后D1的脉宽减小(占空比减小),相应D2的脉宽增大(占空比增大),从而校正色温偏差。补偿延时时间计算公式:

Tdelay(us) = (3.459 * R(kΩ) + 4.267) * 0.9

其中电阻R取值范围为4kΩ~40kΩ。当电阻大于160kΩ或悬空时,补偿功能无效(无补偿延时)。另外,当PWM输入常为0或常为1(即全亮或全灭)时,补偿功能也不生效。设计时可根据实际灯珠差异,通过调整Rdelay电阻微调配对色温。

色温补偿提示: 补偿延时是加在PWM边沿上的固定偏移,实际效果相当于改变有效占空比。建议通过实际照明效果调整Rdelay,使冷暖色过渡中点平衡。

8. 典型应用电路设计指南

基于CXLE83218D的典型调色方案如下(配合恒流源):前级恒流驱动输出接LED+和VS端,LED灯串1阳极接LED+,阴极接D1;LED灯串2阳极接LED+,阴极接D2;PWM/模拟信号由MCU或电位器提供;VCC由3.3V待机电源或辅助绕组供电。关键器件选型:

  1. •  VCC电容:1uF~10uF/16V,靠近VCC与GND引脚。
  2. •  Rdelay电阻:根据色温补偿需要选择4kΩ~40kΩ,如不需要补偿则悬空。
  3. •  PWM信号源:确保输出高电平>2.2V,低电平<0.25V;模拟信号源内阻应小于10kΩ。
  4. •  LED电压:建议大于10V以保证高压侧JFET供电稳定。
                      典型应用电路设计指南
重要提醒:
高压侧VS和D1/D2走线需注意安全间距,远离低压信号。由于内部MOSFET耐压250V,请确保D1/D2对地电压不超过250V。

9. PCB布局与散热建议

  1. • GND路径:最小化GND铜箔长度以降低寄生电感,单点接地减少噪声。
  2. • VS浮地处理:VS脚铜箔尽可能短且宽,以提高散热性能并减小寄生参数。
  3. • 高压引脚隔离:D1、D2和VH引脚应尽量远离低压信号(如PWM、Rdelay、VCC),确保爬电距离≥1.5mm。
  4. • 去耦电容:VCC电容需紧靠VCC脚和GND脚。
  5. • PWM信号线:从MCU到PWM引脚的走线尽量短,避免与功率走线平行,必要时可加10pF滤波电容。
  6. • 散热设计:D1和D2引脚所连接的铜箔应加宽、加锡或增加过孔,提高散热能力(最大电流200mA时温升可控)。

10. 订购信息与封装

订购型号 封装 温度范围 包装形式 打印标记
CXLE83218D SOP-8 -40℃ to 105℃ 编带, 4000颗/盘 CXLE83218D + 批次码

封装尺寸符合SOP-8工业标准 (体宽3.9mm, 总长4.9mm, 引脚间距1.27mm)。储存温度范围 -55℃~150℃,MSL等级3。
 订购信息与封装

11. 设计资源与支持

嘉泰姆电子提供完整的LED驱动解决方案,CXLE83218D可与前级恒流驱动灵活搭配。获取更多设计资源:

  1. • LED驱动选型表下载全系列产品指南
  2. • 参考设计文档:包含原理图、PCB layout、BOM清单,请联系FAE获取。
  3. • 在线技术支持:提供快速调色方案评估及异常排查。

12. 常见问题解答 (FAQ)

Q1: CXLE83218D与CXLE83217A有何区别?
A: CXLE83218D内置双路250V/5.5Ω MOSFET,支持PWM和模拟两种调色方式,并增加色温补偿功能;CXLE83217A为600V耐压浮动侧,但不支持模拟调色和色温补偿。

Q2: 色温补偿电阻如何计算?
A: 补偿延时 Tdelay(us) = (3.459 * R(kΩ) + 4.267) * 0.9,R取值范围4kΩ~40kΩ。建议从20kΩ开始调整,观察色温平衡效果。

Q3: 模拟调色时为什么输出会闪烁?
A: 芯片内部使用5kHz载波进行PWM调制,人眼不可见。若出现闪烁,请检查模拟信号是否稳定,并确保前级恒流源输出电流无低频纹波。

Q4: 芯片可以驱动更大电流的LED吗?
A: 内部MOSFET最大推荐电流200mA,如需更大电流,可在外部增加功率MOSFET扩展,但需注意控制逻辑电平匹配。

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