CXLE83222H 升降压闭环可控硅调光LED驱动芯片 | 嘉泰姆电子

CXLE83222H 升降压闭环可控硅调光LED驱动芯片 | 嘉泰姆电子

产品型号:CXLE83222HL
产品类型:照明驱动
产品系列: 可控硅调光系列
产品状态:量产
浏览次数:46 次
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产品简介

CXLE83222H 是嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的一款高效率、高功率因数、支持可控硅调光的LED驱动芯片。芯片内部集成650V功率MOSFET,采用栅极驱动和高压JFET供电技术,无需外部VCC电容,仅需极少外围元件即可实现优异的恒流特性,极大降低系统成本和体积。CXLE83222H适用于Buck-Boost升降压结构的LED驱动电源,支持前沿/后沿可控硅调光,具有出色的调光兼容性和线性度

技术参数

输入电压范围 (VIN)85-265VV
输出电压 (VOUT)-
输出电流 (IOUT)<12W
工作频率2.0MHz
转换效率95%
封装类型SOP8
Power<12W
Topology 可控硅调光系列
Pf value.9
Dimming method开关可控硅调光
Thd<10%
Ripple.02
Operating temp-40℃~85℃
ProtectionOVP/OCP/短路保护
CertificationUL/CE
Application照明驱动
Topology typeBuckboost/Flyback
MOS内阻4.7Ω
MOS耐压650V
输出功率Vin=120Vac<10W

产品详细介绍

CXLE83222H 升降压闭环可控硅调光LED驱动芯片

产品型号:CXLE83222H | 封装:SOP-8 | 拓扑:Buck-Boost | 更新时间:2026年4月

1. 产品概述

CXLE83222H 是嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的一款高效率、高功率因数、支持可控硅调光的LED驱动芯片。芯片内部集成650V功率MOSFET,采用栅极驱动和高压JFET供电技术,无需外部VCC电容,仅需极少外围元件即可实现优异的恒流特性,极大降低系统成本和体积。CXLE83222H适用于Buck-Boost升降压结构的LED驱动电源,支持前沿/后沿可控硅调光,具有出色的调光兼容性和线性度。

芯片工作在电感电流临界连续模式(BCM),具有低开关损耗和良好的EMI性能。内置闭环恒流控制(COMP)和最大导通时间调节功能,可灵活匹配不同电感和调光器特性。CXLE83222H集成多重保护:LED开路保护(过压保护)、LED短路保护、芯片过热调节等,确保系统高可靠性。采用SOP-8封装,特别适用于LED球泡灯、蜡烛灯及其他紧凑型照明应用。

2. 主要特点与优势

  • 支持可控硅调光:兼容主流前切/后切调光器,调光范围宽,无闪烁。
  • 内置闭环恒流控制(COMP):无需外部补偿网络,自动调节占空比实现高精度恒流。
  • 内部集成650V功率MOSFET:耐压650V,导通电阻4.7Ω(典型值),简化设计。
  • 临界连续电流控制模式:电感电流临界导通,降低开关损耗和EMI。
  • 集成600V高压JFET供电:无需VCC电容和启动电阻,进一步减少外围元件。
  • 高恒流精度:±5% LED输出电流精度,优异的线性调整率。
  • 精准的LED开路保护(OVP):可外部电阻设置过压保护点,保护LED负载。
  • 完备保护:LED短路保护、逐周期限流、过热调节(130℃)。
  • SOP-8封装:体积小,适合高密度电源设计。

3. 典型应用领域

  • LED球泡灯、蜡烛灯、射灯
  • LED灯丝灯、装饰照明
  • 其他支持可控硅调光的LED照明
  • 升降压(Buck-Boost)非隔离LED驱动

4. 典型应用电路

CXLE83222H 典型应用电路
图1. CXLE83222H 典型应用电路 (Buck-Boost拓扑)

输入经整流后,HV引脚直接接母线高压(最高600V)为芯片供电,无需VCC电容。储能电感L连接于输入和DRAIN之间,续流二极管和输出电容组成输出回路。CS电阻设定峰值电流,OVP/VS差分采样电阻设置输出过压保护点。Tonmax电阻调节最大导通时间以适配不同调光器。

该拓扑特别适合输入电压范围宽、输出电压可高于或低于输入电压的应用(如12V输入驱动多颗LED串联)。芯片通过内置闭环恒流控制,自动调节开关占空比,确保输出电流恒定。当接入可控硅调光器时,CXLE83222H根据导通角自动调整输出电流,实现平滑调光。

5. 定购信息与管脚封装

定购型号 封装 温度范围 包装形式 打印标记
CXLE83222H SOP-8 -40℃ ~ +105℃ 编带,4000颗/盘 CXLE83222H XXXX
SOP-8管脚封装图
图2. SOP-8管脚封装图 (顶视图)
管脚号 管脚名称 描述
1 VS 过压保护信号差分采样负端,连接输出负极采样电阻
2 Tonmax 最大导通时间设置脚,外接电阻到GND调节最大ton
3 GND 芯片地,信号地/功率地单点连接
4 CS 电流采样端,外接采样电阻到地
5 DRAIN 内置功率MOSFET漏极,连接电感
6 HV 高压供电输入端,直接接整流后母线电压(最高600V)
7 NC 悬空
8 OVP 过压保护信号差分采样正端,连接输出正极采样电阻

6. 极限参数与电气特性

注1:最大极限值是指超出该工作范围,芯片有可能损坏。所有电压参考GND,环境温度25℃。
符号 参数 参数范围 单位
HV 高压供电输入端电压 -0.3 ~ 600 V
DRAIN 内置功率MOS管漏极电压 -0.3 ~ 650 V
VS/CS/OVP/Tonmax 低压引脚电压范围 -0.3 ~ 6 V
PDMAX 最大耗散功率 (SOP-8) 0.45 W
θJA 结到环境热阻 145 ℃/W
TJ 工作结温范围 -40 ~ 150
TSTG 储存温度范围 -55 ~ 150

电气规格参数 (TA=25℃,HV=30V,除非特殊说明)

描述 符号 最小值 典型值 最大值 单位
电源部分
启动电流(HV) I_StHV - 1 - mA
工作电流(HV) I_OPHV - 240 - μA
电流采样(CS)
电流检测基准电压 VCS_REF 388 400 412 mV
峰值限流阈值 VCS_LIMIT - 1.2 - V
前沿消隐时间 LEB - 350 - ns
内部时间控制
最小退磁时间 TOFF_MIN - 2.5 - μs
最大退磁时间 TOFF_MAX - 200 - μs
最大导通时间(Tonmax悬空) TON_MAX - 12.5 - μs
最大导通时间(Tonmax接51k) TON_MAX 10.8 12 13.2 μs
开路保护(OVP)
过压保护触发阈值 VOVP_H 0.48 0.50 0.52 V
过压保护退出阈值 VOVP_L - 0.4 - V
内置功率MOSFET
导通电阻 RDS_ON - 4.7 - Ω
击穿电压 BVDS 650 - - V
过热调节
过热调节温度 T_REG - 130 -

7. 功能详解与应用设计指南

7.1 启动与供电

CXLE83222H采用创新的高压JFET供电技术,HV引脚直接连接到整流后的母线电压(最高600V)。芯片内部集成启动JFET,上电后快速为内部电路供电,无需外部VCC电容和启动电阻。正常工作后,芯片功耗极低(典型240μA),整个系统外围元件极少,大幅降低BOM成本。

7.2 恒流控制与输出电流设置

芯片采用闭环恒流控制(COMP),CS端内部基准电压VCS_REF典型值为400mV。输出电流由CS采样电阻R_CS决定,计算公式非常简单:

I_LED = VCS_REF / (2 * R_CS) (单位:mA)

例如:设计输出电流300mA,则R_CS = 400mV / (2 * 300mA) ≈ 0.667Ω,选用0.66Ω标准电阻。由于采用平均电流控制,输出电流不依赖于输入电压和电感量,具有极佳的线性调整率和负载调整率,精度达±5%。

7.3 储能电感设计

芯片工作在电感电流临界连续模式(BCM),每个开关周期电感电流从零开始上升至峰值IPK,再下降至零。导通时间ton和关断时间toff分别为:

ton = L * IPK / VIN , toff = L * IPK / VLED

电感量L的计算公式:

L = (VLED * VIN) / (f * IPK * (VLED + VIN))

其中f为系统工作频率。建议在最低输入电压下设置最低工作频率(通常30~50kHz),最高输入电压时频率最高(通常不超过120kHz)。电感峰值电流IPK = 2 * I_LED。设计时需确保电感不饱和,并选用合适的磁芯。

7.4 最大导通时间(Tonmax)设置

Tonmax引脚外接电阻R_TON到GND可调节芯片最大导通时间,从而控制系统工作频率和调光特性。电阻值与最大导通时间的关系:Tonmax悬空时TON_MAX≈12.5μs;接51kΩ时TON_MAX≈12μs。Tonmax引脚不允许悬空,建议电阻范围30k~100kΩ。

7.5 输出过压保护(OVP)设置

芯片通过OVP和VS引脚差分采样输出电压,实现精准的LED开路保护。外部使用两个相等阻值的电阻R_OVP(通常为几十kΩ到几百kΩ)分别连接输出正极到OVP引脚、输出负极到VS引脚,芯片内部差分放大器检测输出电压。过压保护点计算公式:

V_OVP = (R_OVP + 10k) / 10k × VOVP_H

其中VOVP_H=0.5V(典型值)。例如:要求输出过压保护点为60V,则(R_OVP+10k)/10k = 60/0.5 = 120,解得R_OVP = 1.19MΩ。建议使用1%精度电阻,并在VS和OVP引脚之间并联100pF电容提高抗干扰能力。

7.6 可控硅调光工作原理

CXLE83222H专为可控硅调光优化。当外部可控硅调光器改变导通角时,母线电压有效值和波形发生变化。芯片通过Tonmax限制和闭环恒流控制,使输出电流跟随导通角成比例变化,实现从0%~100%的平滑调光。内部设计有调光一致性补偿,避免不同调光器产生的闪烁和跳变。建议在输入端加阻尼电路和X电容以改善与老旧调光器的兼容性。

7.7 保护功能

  • LED开路保护(OVP):当输出电压超过设定的V_OVP阈值时,芯片停止开关,防止输出电容和LED损坏;故障解除后自动恢复。
  • LED短路保护:输出短路时,电感续流时间延长,芯片检测到TOFF超过TOFF_MAX(200μs)后进入保护状态,系统以低频工作,功耗极低。
  • 逐周期限流:CS峰值电压超过1.2V时立即关断功率管,保护MOSFET和电感。
  • 过热调节:芯片结温超过130℃时,输出电流自动减小,限制温升,确保系统在高温环境下稳定工作。
设计实例:8W可控硅调光LED球泡灯 (输出36V/220mA,输入90-132Vac)
选用CXLE83222H,Buck-Boost拓扑。目标I_LED=220mA,计算R_CS = 400mV/(2*0.22A)=0.909Ω,选用0.91Ω。电感量L=1.2mH,峰值电流IPK=440mA。Tonmax电阻选51kΩ,OVP电阻R_OVP=1.2MΩ,设置OVP约60V。配合适当的前沿阻尼电路,调光范围可达5%~100%无闪烁。详细设计可参考嘉泰姆应用笔记AN-CXLE83222H。

8. PCB布局设计指南

良好的PCB布局对CXLE83222H的性能和调光兼容性至关重要,请遵循以下原则:

  • Tonmax电阻靠近芯片:Tonmax引脚电阻应紧贴芯片引脚放置,且节点远离高压开关节点和噪声源(如DRAIN、电感)。
  • 地线处理:CS采样电阻的功率地线应尽量短而粗,单独回到输入电容负极,芯片GND直接连接到该点,避免大电流地干扰。
  • OVP/VS差分采样走线:OVP和VS引脚走线应并行走差分方式,远离电感和DRAIN,必要时加地线屏蔽,以提高抗噪能力。
  • 功率环路面积最小化:主功率回路(输入电容正极→电感→DRAIN→CS电阻→输入电容负极)面积应尽可能小,以降低EMI辐射。
  • DRAIN铺铜:适当增加DRAIN引脚铺铜面积有助于散热,但过大的铜皮会增大寄生电容影响EMI,需权衡。
  • HV引脚走线:HV引脚直接接母线高压,走线需保持足够间距,避免与低压信号耦合。

9. 封装信息 (SOP-8)

SOP-8封装机械尺寸
SOP-8封装机械尺寸 (单位:mm)

总长D:4.90±0.20,总宽E:6.00±0.20,引脚间距e:1.27BSC,高度A:1.30~1.80,A1:0.10~0.25。详细图纸请参考完整数据手册。工作温度范围-40℃~+105℃,符合RoHS标准。

10. 技术支持与设计资源

嘉泰姆电子为工程师提供全面的设计支持,包括CXLE83222H评估板、调光兼容性测试报告、电感设计工具及实时FAE技术支持。您可以通过以下方式获取样品和文档:

更多LED驱动产品选型请参考 嘉泰姆LED系列驱动选型芯片PDF,涵盖非隔离、隔离、高PF、调光等全系列方案。

常见问题 (FAQ)
- Q: CXLE83222H是否支持后沿调光器?
  A: 支持。芯片内部设计兼容前后沿调光器,建议搭配适当的前沿阻尼电路以优化兼容性。
- Q: 无VCC电容如何保证供电稳定性?
  A: 芯片内部集成高压JFET和稳压电路,工作电流极低(240μA),即使母线电压波动也能稳定供电。
- Q: 输出电流能否通过PWM信号调节?
  A: 可通过在CS引脚叠加外部PWM信号实现模拟调光,或使用次级PWM调光电路,具体方案请咨询FAE。

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