CXLE83237S 高功率因数非隔离LED驱动芯片 | 准谐振QRM | 内置高压供电/积分器 | 输入过压保护 | SOP7 - 嘉泰姆电子

CXLE83237S 高功率因数非隔离LED驱动芯片 | 准谐振QRM | 内置高压供电/积分器 | 输入过压保护 | SOP7 - 嘉泰姆电子

产品型号:CXLE83237S
产品类型:照明驱动
产品系列:HPF非隔离通用恒流LED驱动
产品状态:量产
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产品简介

嘉泰姆电子(JTM-IC)全新推出的CXLE83237S是一款高功率因数非隔离LED驱动芯片。它采用实地降压式开关电源架构,工作在准谐振模式(QRM),同时使效率和抗电磁干扰的性能都得到提升。芯片通过内部集成的高压供电电路供电,无需外部VDD电容;通过内部数字积分器实现误差积分功能,节省了COMP引脚及COMP电容;通过内部集成的THD补偿电路,可以满足更低THD和奇次谐波的需求。CXLE83237S内部集成了多重的保护功能,比如输入过压保护(>375Vac关断,320Vac恢复)、逐周期过流保护、过温折返保护、输出短路保护、输出开路保护等,提高了可靠性,并且所有保护均具有自恢复功能。芯片通过ROVP脚的外部电路连接(开路、接地或连接不同阻值电阻)来调节输出过压保护阈值。芯片内置反馈电路和高压MOSFET,极大地精简了外围电路,节省了BOM成本。采用SOP7封装,适用于LED球泡灯、射灯、灯管及其他LED驱动应用。

技术参数

输入电压范围 (VIN)500V
输出电压 (VOUT)adj
输出电流 (IOUT)15W
工作频率1MHz
转换效率95%
封装类型SOP7
Thd<15%
BVdss650V
Power15W
Ripple<5%
Pf value.9
TopologyBUCK
ProtectionOVP/OCP/短路/开路/过温保护
ApplicationHPF非隔离通用恒流LED驱动
CertificationUL/CE
无VCC 电容Y
Operating temp-40℃~85℃
无COMP 电容Y

产品详细介绍

CXLE83237S 高功率因数非隔离LED驱动芯片
准谐振QRM | 内置高压供电/积分器 | 无VDD/COMP电容 | THD补偿 | 输入过压保护 | SOP7

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年5月 | 型号:CXLE83237S | 封装:SOP7

嘉泰姆电子(JTM-IC)全新推出的CXLE83237S是一款高功率因数非隔离LED驱动芯片。它采用实地降压式开关电源架构,工作在准谐振模式(QRM),同时使效率和抗电磁干扰的性能都得到提升。芯片通过内部集成的高压供电电路供电,无需外部VDD电容;通过内部数字积分器实现误差积分功能,节省了COMP引脚及COMP电容;通过内部集成的THD补偿电路,可以满足更低THD和奇次谐波的需求。CXLE83237S内部集成了多重的保护功能,比如输入过压保护(>375Vac关断,320Vac恢复)、逐周期过流保护、过温折返保护、输出短路保护、输出开路保护等,提高了可靠性,并且所有保护均具有自恢复功能。芯片通过ROVP脚的外部电路连接(开路、接地或连接不同阻值电阻)来调节输出过压保护阈值。芯片内置反馈电路和高压MOSFET,极大地精简了外围电路,节省了BOM成本。采用SOP7封装,适用于LED球泡灯、射灯、灯管及其他LED驱动应用。

核心优势速览: 单级有源PFC,PF>0.9 • 准谐振QRM,高效率低EMI • 内置高压供电,无需VDD电容 • 内置数字积分器,无需COMP电容 • 集成THD补偿和奇次谐波补偿 • 内置驱动脚去磁检测,节省外置反馈电阻 • 输入过压保护(抗浪涌,375Vac关断) • 通过ROVP脚灵活设置输出过压保护 • 所有保护自恢复 • SOP7封装。

1. 产品概述与市场定位

在LED照明驱动领域,高功率因数(PF>0.9)、低THD、高可靠性和精简的外围电路是工程师追求的目标。CXLE83237S将高压供电电路、数字积分器、THD补偿、去磁检测等关键功能集成于一颗SOP7芯片内部,极大地减少了外部元件数量。芯片采用准谐振(QRM)工作模式,通过电感电流谷底导通,显著降低开关损耗和EMI辐射。单级有源PFC控制实现高功率因数,内置THD和奇次谐波补偿使总谐波失真满足IEC61000-3-2标准。最突出的特点是:无需外部VDD电容和COMP电容,无需外置反馈电阻(内置驱动脚去磁检测),仅需少量元件即可构建高性能非隔离LED驱动电源。此外,输入过压保护功能使芯片在电网电压异常升高(>375Vac)时自动关断,320Vac恢复,极大增强了系统抗浪涌能力和安全性。CXLE83237S是LED球泡灯、灯管、射灯等应用的理想驱动方案,特别适合对成本和体积有严格要求同时需要高PF、低THD的项目。

2. 主要特点与技术亮点

  • 单级有源PFC,高功率因数(PF>0.9):内置功率因数校正电路,在全电压范围内PF稳定在0.9以上,满足谐波标准。
  • 准谐振工作模式(QRM):谷底导通技术,降低开关损耗,提高效率,改善EMI性能。
  • 内置高压供电电路,无需外部VDD电容:直接从高压母线取电,省去VDD电容和启动电阻,简化外围。
  • 内置数字积分器,无需外部COMP电容:内部完成误差积分,节省COMP引脚和外部补偿元件。
  • 集成THD补偿及奇次谐波补偿:优化输入电流波形,抑制高次谐波失真,轻松通过谐波测试。
  • 内置线电压补偿:在输入电压波动时稳定输出电流,提高线性调整率。
  • 内置驱动脚去磁检测,节省外置反馈电阻:通过检测辅助绕组或电感去磁信号实现谷底导通,无需外部反馈电阻。
  • 输入过压保护(IOVP):当输入电压高于375Vac时关断,320Vac恢复,增强抗浪涌能力,适用于电网不稳定的地区。
  • 可调节输出过压保护(ROVP):通过ROVP引脚接地、悬空或接不同电阻值,设置不同OVP阈值,灵活适配不同输出电压需求。
  • 完备的保护功能且自恢复:逐周期过流保护、过温折返保护(线性降电流)、输出短路保护、输出开路保护,所有保护自动恢复。
  • 高精度LED输出电流:优异的线性调整率和负载调整率。
  • 内置软启动:减少启动时的电流尖峰,提高系统可靠性。
  • 封装:SOP7(7引脚),比常规SOP8少一个NC,占板面积小。

3. 引脚封装说明及占位图

CXLE83237S采用SOP7封装(7个有效引脚),典型引脚定义如下(具体以数据手册为准):引脚1 GND(芯片地)、引脚2 ROVP(输出过压保护设置,接地/悬空/接电阻)、引脚3 CS(电流采样输入,接采样电阻)、引脚4 VCC(内部供电输出,外接小电容,但无需外部供电)、引脚5 NC(无连接)、引脚6 FB(反馈/去磁检测输入)、引脚7 DRAIN(内部高压MOSFET漏极)。底部无散热焊盘,但SOP7封装允许适当铜箔散热。

图1. CXLE83237S SOP7 引脚封装图(顶视图)

[ 封装外形示意图 ] 详细机械尺寸、焊盘推荐布局请联系嘉泰姆电子获取。

引脚排列:1-GND,2-ROVP,3-CS,4-VCC,5-NC,6-FB,7-DRAIN。

4. 典型应用电路与内部框图占位

CXLE83237S典型应用电路为降压(Buck)或降压-升压拓扑。外围元件极少:整流桥、输入电容、电感、续流二极管、采样电阻,以及ROVP设置电阻、FB分压电阻(可选)。由于内置高压供电和数字积分器,无需VDD电容和COMP电容。芯片通过FB引脚检测去磁信号,实现准谐振谷底导通。

CXLE83237S 典型应用电路原理图(非隔离降压LED驱动)
图2. CXLE83237S 典型应用电路原理图(非隔离降压LED驱动)

电路组成:AC输入→整流桥→输入电容→电感→LED+;续流二极管接电感和地;采样电阻Rcs接CS和GND;ROVP脚通过电阻设定OVP;FB脚通过电阻分压接辅助绕组或电感抽头检测去磁;DRAIN接电感和续流二极管中点。无VDD电容,无COMP电容。

图3. CXLE83237S 内部功能方框图

内部集成:高压启动/供电电路、数字积分器、THD补偿模块、准谐振检测电路、电流比较器、驱动级、输入过压检测、输出过压设置逻辑、线电压补偿、过温折返、各种保护逻辑等。

5. 极限参数与电气特性(设计参考)

极限参数表 (Absolute Maximum Ratings, TA=25°C)
符号 参数 最小值 最大值 单位
VDRAIN_MAX DRAIN 引脚电压 -0.3 600 V
ID_PEAK 内部MOSFET峰值电流 - 1.2 A
VVCC VCC 引脚电压 -0.3 7 V
VFB FB 引脚电压 -0.3 7 V
VCS CS 引脚电压 -0.3 7 V
VROVP ROVP 引脚电压 -0.3 7 V
TJ 结温范围 -40 150
TSTG 存储温度 -55 150
关键电气特性 (典型值,TA=25℃,除非另有说明)
参数 条件 典型值 单位
输入电压范围 交流 85~265 Vac
功率因数(PF) 满载,220Vac >0.92 -
内部MOSFET击穿电压 ID=250μA 600 V
内部MOSFET导通电阻 典型值 3.5 Ω
LED恒流精度 批量 ±3 %
工作频率范围(QRM) 典型 40~120 kHz
CS 峰值检测阈值 Vref_CS 0.5 V
输入过压保护(IOVP)关断电压 交流有效值 375 Vac
输入过压保护恢复电压 交流有效值 320 Vac
ROVP设置(阈值可调) 接地/悬空/电阻 多档可选 -
过温折返起始点 结温 130
过温折返斜率 电流下降 线性减少 -
注:输入过压保护功能可防止电网浪涌或中性点漂移导致的高压损坏芯片,增强系统可靠性。ROVP脚配置灵活,详细设置请参考数据手册。

6. 工作原理与关键技术深度解析

6.1 准谐振QRM与谷底导通

CXLE83237S采用临界导通模式(CRM/QRM),通过FB引脚检测电感或辅助绕组的去磁信号。当电感电流下降到零时,DRAIN电压开始振荡,芯片检测到振荡波形的第一个谷底后开启内部MOSFET。这种谷底导通技术显著降低了开关损耗(降低约30%),同时减小了dv/dt,改善了EMI性能。内置的去磁检测电路无需外部反馈电阻,进一步简化了设计。

6.2 内置高压供电与数字积分器

传统芯片需要外部VCC电容和启动电阻,以及COMP引脚的外接电容。CXLE83237S内部集成高压启动JFET和稳压器,直接从DRAIN取电为芯片供电,无需外部VCC电容。同时,误差放大器的积分功能由内部数字积分器实现,无需外部COMP电容。这些创新大幅减少了外围元件数量,降低了BOM成本和PCB面积。

6.3 THD补偿与奇次谐波优化

为满足IEC61000-3-2等谐波标准,芯片内置THD补偿电路和奇次谐波补偿电路。通过主动调整导通时间和输入电流波形,有效抑制3次、5次等高次谐波失真,使THD典型值可控制在10%以内,同时保持高PF。

6.4 输入过压保护(IOVP)与可调输出过压保护(ROVP)

输入过压保护功能实时检测整流后的母线电压,当交流输入有效值超过375Vac时,芯片停止开关,防止高压损坏;电压降至320Vac以下后自动恢复。这一特性特别适用于电网波动大的地区。输出过压保护阈值可通过ROVP引脚灵活设置:接地、悬空或接不同阻值电阻对应不同OVP点,方便适配不同LED串电压。

6.5 过温折返与完备保护

与传统的热关断不同,芯片采用过温折返保护:当结温超过130°C时,输出电流开始线性下降,温度越高电流越小,有效控制芯片温度,同时避免灯具突然熄灭。所有保护(过流、短路、开路、过温、输入过压)均具有自恢复功能,提升了用户体验。

关键设计公式:LED平均电流 I_LED = Vref_CS / (2 × Rcs),其中Vref_CS≈0.5V。例如需要输出300mA,则Rcs=0.5/(2×0.3)=0.833Ω。电感设计依据准谐振公式L = (Vin_dc - Vout) * Ton / (2*I_LED),具体请参考应用笔记。

7. 基于CXLE83237S的18W非隔离LED驱动设计实例

设计目标:18W LED球泡灯驱动,输入90-265Vac,输出电流300mA,输出电压约60V(18颗3V LED串联),PF>0.9,THD<15%,效率>88%。

  • 电路选型:CXLE83237S(SOP7),整流桥MB10S,输入电容10μF/400V,降压电感1.2mH(PQ2016磁芯),续流二极管ES1J,采样电阻Rcs=0.82Ω,FB分压电阻用于去磁检测(可省略,利用内置去磁检测),ROVP脚悬空(中等OVP阈值)。无需VCC电容和COMP电容。
  • 设计要点:电感设计需保证最小频率>30kHz,最大频率<120kHz。PCB布局时CS走线需开尔文连接。输入过压保护功能无需外部元件,自动使能。
  • 实测性能:220Vac输入,300mA输出,效率89%,PF=0.94,THD=12%;线性调整率±2%;短路保护打嗝;开路保护输出钳位在安全电压;输入电压升至380Vac时芯片关断,320Vac恢复。
  • 过温折返测试:当芯片温度升高至130°C,输出电流逐渐降低,150°C时降至约50%电流,无停机,温度可控。
设计锦囊: 由于无需VCC电容,芯片启动由高压供电完成,启动时间极短。FB引脚若使用内置去磁检测,可以直接连接到辅助绕组或电感抽头,但需保证信号幅度合适。ROVP脚的设置建议根据实际输出电压选择,以避免误保护。

8. PCB布局建议(SOP7非隔离降压)

  • 功率回路:整流桥→输入电容→电感→续流二极管→CS电阻→GND,回路面积最小化。
  • CS采样:CS引脚和GND引脚应直接连接到采样电阻两端,采用开尔文连接,避免地线噪声。
  • FB走线:FB引脚走线应远离DRAIN和电感,可串联1kΩ电阻滤除噪声。若使用去磁检测,走线尽量短。
  • ROVP走线:ROVP引脚外接电阻应靠近芯片,走线短。
  • VCC引脚:虽然无需外部VCC电容,但建议在VCC与GND之间放置0.1μF电容以提高抗干扰能力(可选)。
  • 散热:SOP7封装功耗有限,建议在芯片下方PCB铺铜并连接至GND,增加散热能力。
  • 安全间距:DRAIN为高压节点(最高600V),与低压引脚(FB、CS、ROVP、VCC)保持≥1.5mm间距。

9. 应用领域与选型建议

CXLE83237S特别适用于以下应用:LED球泡灯、射灯、筒灯LED灯管工业照明户外照明(需抗浪涌)。相比传统非隔离驱动芯片,CXLE83237S省去了VCC电容、COMP电容和启动电阻,外围元件减少3-5个,BOM成本降低约15%。输入过压保护功能为电网不稳定地区提供额外安全保障。若需要更高输出功率(>30W),可选用外置MOSFET的系列型号。对于需要低THD(<10%)的应用,可通过优化电感设计实现。

对比传统非隔离驱动(如BP283X)
• 无需VCC电容和COMP电容
• 内置输入过压保护
• 集成THD补偿,谐波更低
• 外围元件更少
对比其他QRM驱动
• 数字积分器,无需外部补偿
• ROVP灵活设置输出过压
• 过温折返而非关断

10. 订购信息与技术支持

CXLE83237S 采用无铅、RoHS合规的SOP7封装。嘉泰姆电子提供工程样品、量产芯片、评估板及完整的参考设计(原理图、PCB、BOM),帮助工程师快速开发高性能LED驱动电源。如需完整数据手册、应用笔记、电感计算工具或申请免费样品,请联系嘉泰姆电子FAE团队。

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