CXLE83219 无极调色控制芯片 | 双路MOSFET驱动 PWM互补调色 - 嘉泰姆电子

CXLE83219 无极调色控制芯片 | 双路MOSFET驱动 PWM互补调色 - 嘉泰姆电子

产品型号:CXLE83219
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:66 次
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产品简介

CXLE83219推出的一款可驱动两路外部MOSFET的高性能无极调色控制芯片。通过调节输入PWM信号的占空比,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,等于前级恒流源的输出电流,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)-
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
MOS外置
功率段调整0-100%

产品详细介绍

CXLE83219 高性能无极调色控制芯片
驱动双路MOSFET · 互补PWM调色 · 600V高压侧浮动

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

CXLE83219 是嘉泰姆电子推出的一款可驱动两路外部MOSFET的高性能无极调色控制芯片。通过调节输入PWM信号的占空比,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,等于前级恒流源的输出电流,确保亮度不变而色温连续变化。

该芯片兼容3.3V/5V逻辑电平的PWM信号,支持10kHz以下PWM频率,可直接由MCU或智能模块控制。高压侧浮动对GND耐压高达600V,能够广泛适应于各种非隔离/隔离LED恒流驱动电路。与内置MOS版本不同,CXLE83219输出GATE信号驱动外部N沟道MOSFET,为设计者提供更大的功率扩展灵活性。芯片采用SOP-8封装,外围电路简洁,是智能调光调色灯泡、智能照明系统的理想核心器件。

2. 主要特点

  1. 无极双路互补调色:两路LED电流之和恒定,色温连续变化无闪烁,视觉体验平滑。
  2. 高压侧耐压600V:浮动高压侧对GND耐压600V,适配宽输入电压范围的LED驱动。
  3. 驱动外部MOSFET:OUT1/OUT2提供20mA拉电流/50mA灌电流,可灵活匹配不同功率等级的MOSFET。
  4. 兼容3.3V/5V PWM信号:高电平阈值2.1V,低电平0.8V,支持10kHz以下PWM直接驱动。
  5. VH与VS之间内置11V稳压管:简化高压侧供电设计,稳定内部驱动电压。
  6. 低待机功耗:低压侧静态工作电流典型值17uA,高压侧静态电流典型值24uA,适合节能应用。
  7. 完善的驱动时序匹配:内部集成开通/关断延时匹配(典型差值<80ns),保证双路输出同步互补。
  8. 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. 可调色温面板灯、吸顶灯(需外部MOSFET扩流)
  3. 智能照明系统(配合MCU或无线模块)
  4. 商业照明色温可调方案
  5. 其他需要PWM控制双路LED比例的大功率场景

4. 引脚配置与功能描述

CXLE83219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,通过限流电阻接母线正极,需外接电容至VS。
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 OUT2 输出GATE信号2,驱动外部MOSFET栅极(第二路LED)。
4 OUT1 输出GATE信号1,驱动外部MOSFET栅极(第一路LED)。
5 NC 无连接,悬空。
6 PWM PWM信号输入端,兼容3.3V/5V逻辑,内置500kΩ下拉电阻。
7 VCC 低压供电端,推荐电压5~15V,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 芯片高压供电端 - 600 V
VS 高压侧浮地 VH-11 VH V
OUT1,OUT2 输出GATE信号 VS+20 - V
VCC 芯片低压供电接口 -0.3 20 V
PWM PWM调光接口 -0.3 20 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
TSTG 储存温度范围 -55 150

6. 电气参数 (VCC=VHS=11V, TA=25℃)

符号 描述 条件 最小值 典型值 最大值 单位
电源电压部分
VCC_ON VCC开启电压 - - 5.2 8 V
VCC_UVLO VCC关断电压 - 2.5 4.0 - V
VCC_HYS 开启/关断迟滞 - - 1.2 - V
IQCC 低压侧静态电流 PWM=0V - 17 30 uA
IQHS 高压侧静态电流 PWM=3.3V - 24 50 uA
ILK 高压侧漏电流 VH=VS=500V - - 10 uA
VZener VH-VS稳压管电压 IHS=100uA 8 11 15 V
PWM接口
PWM_H 高电平阈值 - 2.1 - - V
PWM_L 低电平阈值 - - - 0.8 V
PWM_HYS 迟滞电压 - - 0.7 - V
RPWM PWM下拉电阻 - - 0.5 -
驱动输出 OUT1,OUT2
Isource 拉电流能力 - - 20 - mA
Isink 灌电流能力 - - 50 - mA
延时匹配特性
TON1/TOFF1 开通/关断延时1 VS=0V 400 650 - ns
TON2/TOFF2 开通/关断延时2 VS=0V or 500V 400 650 - ns
MT_TON 开通延时匹配差值 - - 80 - ns
MT_TOFF 关断延时匹配差值 - - 80 - 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5~15V)。当VCC电压低于开启阈值时,默认OUT1为低电平,OUT2为高电平;VCC达到开启阈值后,OUT1/OUT2受外部PWM信号控制。高压侧通过电阻 \(R_H\) 连接至LED+母线,对VH电容(推荐10nF)充电,为高压侧驱动供电。VH与VS之间内置11V稳压管,确保驱动电压稳定。供电电流计算公式:

I_{VH} = \frac{V_{LED} - 11}{R_H}

为保证芯片正常工作,高压侧供电电流应满足:50uA ≤ I_{VH} ≤ 800uA。据此选择 \(R_H\) 电阻,例如 \(V_{LED}=100V\) 时,\(R_H = (100-11)/0.0001 ≈ 890kΩ\),取820kΩ~1MΩ。

7.2 PWM调色原理 (核心优势)

CXLE83219根据PWM引脚输入信号的占空比,控制两路输出GATE信号互补:当PWM电压高于2.1V (高电平)时,OUT1输出高电平(驱动外部MOSFET导通,点亮第一路LED),OUT2输出低电平;当PWM电压低于0.8V时,OUT2输出高电平,OUT1输出低电平。通过调节PWM占空比,可以连续改变两路MOSFET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。由于两路电流之和始终等于前级恒流源的输出电流,调色过程中总亮度保持不变,避免视觉闪烁。

该芯片兼容3.3V/5V MCU输出的PWM信号,最高支持10kHz频率,内置500kΩ下拉电阻,未连接时默认为低电平。设计时PWM信号线应尽量短,远离功率走线。

PWM调色原理
[图] CXLE83219 PWM调色时序示意图:PWM高电平时OUT1为高、OUT2为低;低电平时OUT2为高、OUT1为低。占空比改变实现互补调色。

7.3 延时匹配与互补性能

芯片内部精心设计开通/关断延时匹配电路,TON1与TON2、TOFF1与TOFF2的典型差值小于80ns,保证双路GATE信号在PWM边沿处严格互补,避免同时导通造成电流尖峰或效率下降。该特性对于高精度调色和系统稳定性至关重要。

8. 典型应用电路设计指南

基于CXLE83219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+,阴极接外部MOSFET(Q1)漏极,Q1源极接GND(或检流电阻);LED灯串2类似。OUT1接Q1栅极,OUT2接Q2栅极。PWM信号由MCU提供;VCC由辅助绕组或线性稳压供电。关键器件选型:

  1. VH电容:10nF~100nF,耐压高于输入电压,紧靠VH和VS引脚。
  2. R_H电阻:根据公式计算确保I_VH在50uA~800uA,功率电阻0805以上。
  3. VCC电容:1uF~10uF/16V,靠近VCC与GND。
  4. 外部MOSFET:推荐Vgs(th)≤4V的N沟道MOSFET,如IRF740、STP10NK60Z等,根据LED电流选择合适耐压和Rds(on)。
  5. 栅极电阻:OUT1/OUT2到MOSFET栅极可串联10Ω~47Ω电阻以抑制振铃。
  6. PWM滤波:若信号线较长,可并联10pF电容滤除噪声。
   典型应用电路设计指南典型应用电路设计指南

重要提醒:
高压侧VS和VH走线需注意安全间距,避免与低压信号耦合。OUT1/OUT2驱动能力有限(20mA拉电流),驱动较大输入电容的MOSFET时,建议加缓冲器或降低PWM频率。

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,减少寄生电阻和电感。
  3. 供电电容:VCC电容和VH电容均需紧靠对应引脚,提供低阻抗回路。
  4. 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,必要时包地处理。
  5. 高压隔离:VH、VS、OUT1、OUT2属于高压侧网络,应与低压侧(VCC、GND、PWM)保持足够安全距离(推荐≥1.5mm)。

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
CXLE83219 SOP-8 -40℃ to 105℃ 编带, 4000颗/盘 CXLE83219 + 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,CXLE83219可配合前级恒流驱动及外部MOSFET实现大功率调色。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: CXLE83219与CXLE83218D有什么区别?
A: CXLE83219输出GATE信号驱动外部MOSFET,适合大功率应用(通过选择不同MOSFET扩展电流);CXLE83218D内置双路250V MOSFET,适合中小功率(≤200mA)且外围更简洁。

Q2: 外部MOSFET如何选择?
A: 耐压需高于LED+电压,建议留20%余量;导通电阻Rds(on)根据电流选择以降低导通损耗;栅极电荷Qg尽量小,以匹配芯片驱动能力(20mA拉电流)。

Q3: PWM信号频率最高多少?
A: 建议使用10kHz以下频率,以避免开关损耗及听觉噪声,典型应用1kHz~5kHz即可。

Q4: 高压侧供电电流I_VH如何测量?
A: 可在R_H电阻两端测量压差,或串联电流表。确保在50uA~800uA范围内,否则可能影响高压侧驱动稳定性。

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