HS8540 [ETC]

HS8540替代PT4411;


型号：	HS8540
厂家：	ETC
描述：	HS8540替代PT4411
文件：	总12页 (文件大小：394K)
中文：	中文翻译
下载：	下载PDF数据表文档文件

苏州华芯微电子股份有限公司

HuaXin Micro-electronics Co., Ltd

0512-68711932

HS8540

产品说明书

Ver 1.1

1. 概述

HS8540 是一款降压型恒流驱动芯片，主要应用于多种LED 照明场合，所需外围器件少。

HS8540 工作电压范围 6~30V，最大输出 1.2 安培电流。输出电流受采样电阻控制，精度可达

5%。DIM 管脚在 0.7~2.5V 的输入范围中进行模拟调光，或者输入 PWM 信号进行数字调光。

当DIM 管脚电压低于0.3V 时，芯片进入极低功耗的待机模式。内部集成过温、过流及负载开

路保护，保证系统安全运行。采用SOT89-5 和ESOP8 封装。

2. 特征

◆ 工作电压范围6V～30V ◆ 内置30V NDMOS 功率管

◆ 最大输出电流1.2A ◆ 输出电流精度达到5%

◆ 同一管脚复用进行开关、模拟或数字调光 ◆ 过温保护

◆ 过流保护

◆ 开路保护

◆ 系统效率达到97%

◆ 所需外围器件少，应用简单

3. 应用

◆ MR16/11 LED 射灯替代卤素灯

◆ LED 信号灯

◆ 车载LED 照明

◆ 其他LED 照明

4. 典型应用电路

第 1 页共 12 页

Ver.1.1

苏州华芯微电子股份有限公司

HuaXin Micro-electronics Co., Ltd

0512-68711932

5. 封装信息

5.1 管脚图

5.2 管脚说明

管脚序号

符号

功能描述

SOT89-5

ESOP8

功率管漏端

系统地/信号地

GND/GNDA

开关使能、模拟和数字调光端：

● 一般工作情况时处于悬空状态，此时输出电流

为IOUTnom=0.1/Rsense

DIM

●

VDIM 小于0.3V 时系统属于关闭状态

VDIM 处于0.7V 到2.5V 区间时，对输出电流

进行调节，实现调光

● 可以改变PWM 信号占空比，实现调光

CSN

VIN

电流采样脚

电源接入脚

功率地

GNDP

4、5

空脚

6. 极限参数（除非特殊说明：Tamb=25℃）

参数

电源电压

符号参数范围

单位

V_IN

-0.3 ~ 45

+0.3~ 6V

-0.3~6

功率开关漏端

电流采样端（V_IN–Vcs）

开关、模拟和数字调光端

功率管输出电流

功耗

DIM

I^SW

1.5

P^DMAX

T_stg

1.5

℃

存储温度

-50~+150

-40~+150

工作温度

T_opr

第 2 页共 12 页

Ver.1.1

苏州华芯微电子股份有限公司

HuaXin Micro-electronics Co., Ltd

0512-68711932

7. 电气参数（无特殊说明：Tamp=25℃,VIN=12V）

符号

VIN

参数

测试条件

最小值典型值最大值

单位

输入电压

欠压保护

欠压保护迟滞

关断电流

VUVLO

VUVLO_HYS

IOFF

V^IN下降

V^IN上升

5.3

500

µA

VDIM<0.3V

CSN脚上电压相对

V^IN

VCSN

平均采样电压

100

105

VDIM悬空

VCSN-HYS

ICS

采样电压迟滞

CS脚输入电流

±15

μA

MHz

VIN-VCSN=50mV

FSW

功率管开关频率

内置稳压源电压

DIM内部上拉电阻

输入高电平

VDIM

DIM悬空

5.7

RDIM

170

KΩ

VDIM_H

VDIM_L

VDIM_DC

FDIM

2.5

0.7

输入低电平

0.3

2.5

模拟调光范围

PWM调光频率

FSW=500KHz

F^DIM=100Hz

KHz

低频PWM调光占空比范

0.02%

DPWM_LF

围

低频PWM调光比

5000:1

25:1

高频PWM调光占空比范

F^DIM=20KHz

DPWM_HF

围

高频PWM调光比

功率开关

VIN=12V

V^IN=24V

0.6

0.4

Ω

RSW

导通电阻

ISWmean

ILEAK

连续电流

漏电流

1.2

0.5

µA

过温保护

TSD

过温保护温度点

过温保护迟滞

180

℃

TSD-HYS

第 3 页共 12 页

Ver.1.1

苏州华芯微电子股份有限公司

HuaXin Micro-electronics Co., Ltd

0512-68711932

8. 电路框图

9. 功能说明

HS8540 是一款连续电感电流模式的降压型恒流 LED 控制器，内置功率

NMOSFET。芯片和外围电路形成一个脉宽可变振荡器。VIN 上电时，CS 比较器的输

出为高，内部功率开关导通，SW 的电位为低。电流通过电流采样电阻（Rsense）、LED、

电感（L）和内部功率开关到地，电流呈上升趋势，这时在电流采样电阻（Rsense）上

产生一个电压差VCS 随之增大，当(VIN-VCS) > 115mV 时，CS 比较器的输出变低，

内部功率开关关断，SW 的电位为高。电流通过电流采样电阻（Rsense）、LED、电感

（L）和肖特基二极管到VIN，电流呈下降趋势，这时在电流采样电阻（Rsense）上产

生一个电压差VCS 随之减小，当(VIN-VCS) < 85mV 时，功率开关重新打开，周而复

始，形成一个周期稳定的振荡状态。因此，流过LED 灯的瞬时电流成三角波形状，变

化幅度不超过±15%，LED 上的平均电流为：

0.085+ 0.115

I_OUT

= 0.1/ Rsense

2´ Rsense

HS8540 可在 DIM 脚加PWM 信号调节LED 灯亮度（数字调光），也可以通过外加

可调直流电压(V^DIM)调节LED 电流（模拟调光），DIM 管脚在正常工作时可以悬空。

DIM 管脚在正常工作时可以悬空。当DIM 脚上的电压低于0.3V 时，内部功率开关

关断，LED 电流也降为零。关断期间，内部稳压电路保持待机工作，静态电流仅为95µA。

第 4 页共 12 页

Ver.1.1

苏州华芯微电子股份有限公司

HuaXin Micro-electronics Co., Ltd

0512-68711932

10. 应用说明

10.1 通过采样电阻设定LED 平均电流

LED 的平均电流是由连接在VIN 和CSN 两端的电阻Rsense 决定：

I_OUT= 0.1/ Rsense ( Rsense 砏0.082

)

上述公式成立的前提是DIM 脚悬空或DIM 脚外加电压高于2.5V（但必须低于5V）。

实际上，Rsense 设定了 LED 的最大输出电流，通过 DIM 端控制，LED 实际输出电流能

够调小到任意值。

10.2 模拟调光模式

DIM 脚可以通过外加可调直流电压(VDIM)调小 LED 电流，最大 LED 电流由

（0.1/Rsense）设定，如图所示：

LED 平均输出电流计算公式：

0.1? VDIM 0.5

(

)

IOUT

(0.5V ＃VDIM 2.5V )

2´ Rsense

VDIM 在(2.5V ＃VDIM 5V) 范围内LED 保持100%电流等于I_OUT= 0.1/ Rsense

直流电压(V^DIM)的有效范围是0.7V 到2.5V。当直流电压(VDIM)高于2.5V，输出 LED

电流保持恒定，并由(0.1/Rsense)设定。

LED 电流还可以通过DIM 到地之间接一个电阻到地进行调节，内部有一个上拉电阻

（典型 170KΩ）接在内部稳压电压 5.7V 上，DIM 管脚的电压由内部和外部的电阻分压

决定。

10.3 数字调光模式

通过PWM 调光，LED 的输出电流可以从0%到100%变化。LED 的亮度是由PWM 信

号的占空比决定的。例如：PWM 信号占空比为25%，LED 的平均电流为(0.1/Rsense)的25%。

建议设置PWM 调光频率在100Hz 以上，以避免肉眼可以看到LED 的闪烁。数字调光相比

模拟调光的优势在于不改变LED 的色度。HS8540 调光频率最高可达到20kHz 以上。如图

所示：

第 5 页共 12 页

Ver.1.1

苏州华芯微电子股份有限公司

HuaXin Micro-electronics Co., Ltd

0512-68711932

数字调光可以有以下两种实现方法：

10.3.1 直接采用PWM 信号控制

LED 的最大平均电流是由连接在VIN 和CSN 两端的电阻Rsense 决定，通过

在DIM 脚外加可变占空比的PWM 信号可以调小输出电流以实现调光，计算方法如

下所示：

0.1´ D

IOUT

(0 ＃D 100%,2.5V ＃Vpulse 5V)

Rsense

如果高电平小于2.5V：

(

^pulse- 0.5 创0.1 D

)

IOUT

(0 ＃D 100%,0.5V ＃V^pulse2.5V )

2´ Rsense

其中Vpulse 为PWM 波高电平峰值。

10.3.2 用MCU 产生PWM 信号控制

通过MCU 来编写一个PWM 控制信号，加到DIM 脚的上，从而来控制流过LED

的电流。

10.4 关断模式

关断系统的方法是在DIM 脚上接小于0.3V 的电压。一般情况下，系统的静态电流为

100μA。

10.5 软启动模式

在DIM 脚上外接一个电容，使启动时DIM 端电压缓慢上升，这样LED 的电流也缓

慢上升，从而实现软启动。通常情况下，软启动时间和外接电容的关系大约为0.8ms/nF。

10.6 LED 开路、短路保护模式

HS8540 具有输出开路保护功能，负载一旦开路，芯片将被设置于安全的低功耗模式。

LED 短路时，系统进入低频的限流保护的安全工作模式。

第 6 页共 12 页

Ver.1.1

苏州华芯微电子股份有限公司

HuaXin Micro-electronics Co., Ltd

0512-68711932

10.7 输入旁路电容选取

在电源输入端必须就近接一个低等效串联电阻（ESR）的旁路电容，ESR 越小，效率

损耗会变得越小。该旁路电容要能承受较大的峰值电流，并能使电源的输入电流平均，减

小对IC 的冲击。直流输入时，该旁路电容的最小值为4.7μF，在交流输入或低电压输入，

旁路电容需要100μF 的钽电容或类似电容。该旁路电容尽可能靠近IC 的输入管脚。

为了保证在不同温度和工作电压下的稳定性，建议使用X5R/X7R 的电容。

10.8 电感选取

HS8540 推荐使用的电感参数范围为27μH ~100μH。

LED 输出电流越小，建议采用的电感值越大。在电流能力满足的前提下，希望电感大

一些，这样恒流效果更好些。电感在布板时尽量靠近VIN 和SW 脚，以避免寄生电阻造成

的效率损失。电感的选取可参考下表：

输出电流（A）

电感选择（μH）

27~47

0.8~1

33~82

0.4~0.8

<0.4

47~100

68~220

电感饱和电流建议为工作电流的1.3~1.5 倍。

10.9 续流二极管选取

续流二极管（D）应选择快速恢复、低正向压降、低寄生电容、低漏电的肖特基二极

管（SBD），这样能保证系统最大的效率以及性能，电流能力以及耐压视具体的应用而定，

但应保持30%以上的余量，有助于SBD 稳定可靠的工作。

另外值得注意的一点是应考虑温度高于 85°C 时肖特基的反向漏电流。过高的漏电会

导致增加系统的功率耗散。AC12V 整流二极管（D）一定要选用低压降的肖特基二极管，

以降低自身功率耗散。

10.10 降低LED 电流纹波

在LED 的两端并联一个电容可以减少输出电流纹波。1uF 的电容可以使输出电流的

纹波减少 1/3 左右。适当的增大输出电容可以抑制更多的纹波。需要注意的是输出电容

不会影响系统的工作频率和效率，但是会影响系统启动延时以及调光频率。

10.11 低输入电压时工作注意事项

系统在输入电压低于V^UVLO时IC 内部的功率开关管处于关断状态，直到输入电压高

于（V^UVLO＋500mV）系统才会正常启动。但是有一种特殊情况即输入电压虽然高于（VUVLO

＋500mV），但是过于接近输出电压，会导致系统长时间工作在高占空比的状态，特别是

低输入电压（VIN<10V），功率耗散也会增大。长时间工作的情况下，有可能导致 IC 过

热保护（过热保护详见后续说明）。在实际应用中，适当的保持输入输出之间的压差是非

常必要的。在工作状态下，输入电压降至 V^UVLO以下时，内部开关管会关闭，系统停止

输出。

10.12 IC 散热注意事项

当工作环境温度较高时，或驱动大电流负载时，必须要注意避免系统达到功率极限，

使IC发热过快。芯片地脚焊接处要尽量加大敷铜面积以有利于IC快速散热。在实际应用

中，要求达到每25mm²的PCB大约需要1oz敷铜的电流密度以有利于散热。

需要注意的是如果选择了不恰当的电感，以及开关转换点存在过大的寄生电容也会

导致系统效率的降低。

第 7 页共 12 页

Ver.1.1

苏州华芯微电子股份有限公司

HuaXin Micro-electronics Co., Ltd

0512-68711932

10.13 负载电流的发热补偿

大负载LED 有时需要提供温度补偿用以保证系统可靠稳定的工作，HS8540 可以通过

DIM 管脚外接热敏电阻（NTC）或者二极管（负温度系数）到LED 附近，通过检测LED

温度从而动态的调节LED 电流以保护IC。随着温度升高，DIM 端电压降低，从而降低

LED 输出电流，实现系统的温度补偿。

10.14 过热保护(TSD)

HS8540 内部设计了过温保护电路，以保证系统稳定可靠的工作。当 IC 温度超出

180℃，IC 即会进入TSD 保护状态并停止电流输出，而当IC 温度低于160℃时，IC 即

会重新恢复至工作状态。

10.15 PCB 布板时注意事项

合理的PCB 布局能够最大程度保证系统稳定性以及低噪声。使用多层PCB 板是避

免噪声干扰的一种很有效的办法。为了有效减小电流回路的噪声，输入旁路电容应当另

行接地。

SW 端处在快速开关的节点，所以PCB 走线应当尽可能的短，另外芯片的GND 端

应保持尽量良好的接地。

布板中要注意的电感尽量远离芯片，以减小电感的辐射。如果条件允许，请尽量多

铺铜，并接到电源的GND 或Vcc，以吸收电感产生的干扰。另外一个需要非常注意的事

项是尽量减小 Rsense 两端走线引起的寄生电感，以保证采样的精度。旁路电容尽可能

靠近芯片，并做到走线短而粗。

第 8 页共 12 页

Ver.1.1

苏州华芯微电子股份有限公司

HuaXin Micro-electronics Co., Ltd

0512-68711932

11. 特性曲线

VDIM VS Supply Voltage

Efficiency 1,3and7 LEDs

100%

95%

90%

85%

80%

75%

70%

65%

60%

L=47 μH Rsense=0.15

1LED

3LEDs

7LEDs

8V 10V 12V 14V 16V 18V 20V 22V 24V 26V 28V 30V

Supply Voltage Vin(V)

Vin(V)

Shutdown Current VS Supply

Voltage

VDIM VS Temperature

5.78

5.76

5.74

5.72

5.7

VDIM=0.2

140

120

100

5.68

5.66

5.64

0V 1V 2V 3V 4V 5V 10V 15V 20V 25V 30V

Supply Voltage Vin(V)

Temperature(℃)

Supply Current VS Supply Voltage

VDIM 悬空

350

300

250

200

150

100

5V 6V 7V 8V 9V 10V 15V 20V 25V 30V

Supply Voltage Vin(V)

第 9 页共 12 页

Ver.1.1

苏州华芯微电子股份有限公司

HuaXin Micro-electronics Co., Ltd

0512-68711932

Switch Frequency L=27μH

Rsense=0.085Ω

Output Current L=27μH Rsense=0.085

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

1.1

1LED

2LEDs

3LEDs

4LEDs

5LEDs

6LEDs

7LEDs

2LEDs

3LEDs

4LEDs

5LEDs

6LEDs

7LEDs

1.08

1.06

1.04

1.02

0.98

Supply Voltage (V)

Supply Voltage(V)

Output Current L=47μH

Rsense=0.15Ω

Switch Frequency L=47μH

Rsense=0.15Ω

660

650

640

630

620

610

600

590

580

800

700

600

500

400

300

200

1LED

2LEDs

3LEDs

4LEDs

5LEDs

6LEDs

7LEDs

2LEDs

3LEDs

4LEDs

5LEDs

6LEDs

7LEDs

15 20

Supply Voltage(V)

Supply Voltage (V)

Output Current L=100μH Rsense=0.33

Switch Frequency L=100μH

Rsense=0.33Ω

305

800

700

600

500

400

300

200

100

1LED

2LEDs

3LEDs

4LEDs

5LEDs

6LEDs

7LEDs

300

295

290

285

280

275

270

265

260

2LEDs

3LEDs

4LEDs

5LEDs

6LEDs

7LEDs

Supply Voltage(V)

Supply Voltage (V)

第 10 页共 12 页

Ver.1.1

苏州华芯微电子股份有限公司

HuaXin Micro-electronics Co., Ltd

0512-68711932

第 11 页共 12 页

Ver.1.1

苏州华芯微电子股份有限公司

HuaXin Micro-electronics Co., Ltd

0512-68711932

12. 封装及尺寸

12.1 SOT89-5 封装图及尺寸

Dimensions In millimeters Dimensions In Inches

Symbol

Min

Max

1.600

0.520

0.560

0.440

4.600

1.800

2.600

4.250

Min

Max

0.063

0.020

0.022

0.017

0.181

0.071

0.102

0.167

1.400

0.320

0.360

0.350

4.400

1.400

2.300

3.940

0.055

0.013

0.014

0.173

0.055

0.091

0.155

1.500TYP

0.060TYP

2.900

0.900

3.100

1.100

0.114

0.035

0.122

0.043

12.2 ESOP8 封装图及尺寸

Dimensions In millimeters Dimensions In Inches

Symbol

Min

Max

1.750

0.150

1.550

0.510

0.250

5.100

3.402

4.000

6.200

2.513

Min

Max

0.069

0.010

0.061

0.020

0.010

0.200

0.134

0.157

0.244

0.099

1.350

0.050

1.350

0.330

0.170

4.700

3.202

3.800

5.800

2.313

0.053

0.004

0.053

0.013

0.006

0.185

0.126

0.150

0.228

0.091

1.270(BSC)

0.050(BSC)

0.400

0°

1.270

8°

0.016

0°

0.050

8°

Information furnished is believed to be accurate and reliable. However, HuaXin Micro-electronics

assumes no responsibility for the consequences of use of such information nor for any infringement

of patents or other rights of third parties which may result from its use. The actual part delivered

may not completely agree with the description written here and it is user’s responsibility to make

wise judgment on the performance. HuaXin Micro-electronics assumes no responsibility for the

mismatch occurred. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent

rights of HuaXin Micro-electronics. Specifications mentioned in this publication are subject to

change without notice. This publication supersedes and replaces all information previously supplied.

HuaXin Micro-electronics products are not authorized for use as critical components in life support

devices or systems without express written approval of HuaXin Micro-electronics.

第 12 页共 12 页

Ver.1.1

HS8540 [ETC]

相关型号：

SI9130DB

SI9135LG-T1

SI9135LG-T1-E3

SI9135_11

SI9136_11

SI9130CG-T1-E3

SI9130LG-T1-E3

SI9130_11

SI9137

SI9137DB

SI9137LG

SI9122E