SM3201 LINKAGE | Alldatasheet
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SM3201 降压型可调光LED 恒流驱动芯片QOTZ-IWV1.0 - 1 - SM3201 特点 输出电流精度小于± 5% 输入电压范围宽：6V——20V 可调整输出驱动电流，最大输出 可达1.2A 内置模拟调光和PWM 调光 开关频率最高可达1MHz LED 开路保护功能 外围元件少 转换效率可达97% 封装形式：SOT89-5 应用领域 低压LED 射灯 车载LED 灯 LED 备用灯 LED 信号灯 概述 SM3201 是一个连续模式高端电流采样的降压型恒流 LED 驱动芯 片，用于驱动一颗或多颗LED。SM3201 芯片适用于6V 到20V 的输入电 压范围，内置功率开关管，采用高端采样方式控制 LED 电流，并通过 DIM 引脚实现模拟调光和PWM 调光功能， 输出驱动电流最大可达1.2A。 根据不同的输入电外围元件，SM3201 可以驱动高达数十瓦的LED。 封装图 SOT89-5 典型应用 AC LED CIN SM3201 SW GND DIMCSN VIN Exposed PAD 注：如需最新资料或技术支持，请与我们联系 sale@linkage.cn 业务电话：400-033-6518 www.linkage.cn
SM3201 降压型可调光LED 恒流驱动芯片QOTZ-IWV1.0 - 2 - 内部结构框图 电压调整器 基准电压 模拟/PWM 调光控制 输出驱动 IN CSN DIM SW GND 高端电流 采样比较器 欠压保护 比较器 封装示意图 5 4 1 2 3 VIN CSN Exposed PAD GNDSW DIM 管脚说明 管脚顺序 管脚名称 功能描述
1 SW 功率开关的漏端
2 GND 芯片地
3 DIM 开关使能、模拟和 PWM 调光端
4 CSN 电流采样端，采样电阻接在 CSN 和 VIN 端之间
5 VIN 电源输入端，必须就近接旁路电容
Exposed PAD 散热端，内部接地，贴在 PCB 板上减小热阻 注：如需最新资料或技术支持，请与我们联系 sale@linkage.cn 业务电话：400-033-6518 www.linkage.cn
SM3201 降压型可调光LED 恒流驱动芯片QOTZ-IWV1.0 - 3 - 极限参数 符号 说明 参考范围 单位 VIN 电源电压 -0.3~20.0 V SW 功率开关的漏极电压 -0.3~20.0 V CSN 相对 VIN 端的电压差 -6.0~0.3 V DIM 开关使能，模拟和 PWM 调光 -0.3~6.0 V ISW 功率开关输出电流 1.2 A PTR 热阻 68 ℃/W TOPT 工作温度 -40~125 ℃ TSTG 存储温度 -50~150 ℃ 电气参数 （除非特殊说明，默认为 VIN=12V，TA=25℃） 符号 说明 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 VIN 输入电压 6 12 20 V VUVLO 欠压保护 VIN 下降 - 5.5 - V VUVLO- HYS 欠压保护迟滞 VIN 上升 - 500 - mV FSW 最大工作频率 - - 1 MHz VCSN 平均采样电压 VIN-VCSN 93.2 98.5 103.5 mV VCSN_hys 采样电压迟滞 - ± 15 - % ICSN CSN 管脚输入电流 VIN-VCSN=50mV - 10 - µA IOFF 关断电流 VDIM<0.3V - 100 - µA VDIM 内部电路工作电压 DIM 浮空 - 5.0 - V VDIM_H DIM 输入高电平 2.50 - - V VDIM_L DIM 输入低电平 - 0.33 - V VDIM_DC 模拟调光电压范围 0.33 - 2.50 V fDIM 最大 PWM 调光频率 fOSC=500kHz - - 15 kHz DPWM_LF 低频 PWM 调光占空比范围 fDIM =100Hz 0.02 - 100 % 低频 PWM 调光比 - 5000:1 - - DPWM_HF 高频 PWM 调光占空比范围 fDIM =20KHz 4 - 100 % 高频 PWM 调光比 - 25:1 - - RDIM DIM 对内部工作电压上拉电阻 - 350 - KΩ IDIM_L DIM 接地漏电流 VDIM =0 - 15 - uA RSW SW 导通电阻 VIN =24V VIN =12V 0.45 0.60 - Ω ISWmean SW 连续电流 - - 1.2 A ILEAK SW 漏电流 VIN=CSN=SW=12V,DIM 接地 - - 1 µA TSD 过热保护温度 - 150 - ℃ TSD-hys 过热保护迟滞 - 20 - ℃ 注：如需最新资料或技术支持，请与我们联系 sale@linkage.cn 业务电话：400-033-6518 www.linkage.cn
SM3201 降压型可调光LED 恒流驱动芯片QOTZ-IWV1.0 - 4 - 电路原理图 VIN GND DIM SWCSN VIN DC6~20V AC12~18V 100UF 0.13R 3WLED 68UH SM3201 功能描述 SM3201、电感（L）和电流采样电阻（RS）形成一个自振荡的降压型恒流LED 控制系统。 VIN 上电时，电 感（L）和电流采样电阻（RS）的初始电流为零，LED 输出电流也为零。直到VIN 电压上升高于欠压保护阈值， 芯片开始正常工作，CS 比较器的输出为高，内部功率开关导通，SW 的电位为低。电流通过电感（L） 、电流采 样电阻（RS）、LED 和内部功率开关从VIN 流到地，电流上升的斜率由VIN、电感（L）和 LED 压降决定，在RS 上产生一个压差VCSN，当(VIN-VCSN) > 115mV 时，CS 比较器的输出变低，内部功率开关关断，电流以另一个斜率 流过电感（L） 、电流采样电阻（RS）、LED 和肖特基二极管（D）。当(VIN-VCSN) < 8 5mV 时，功率开关重新打开， 这样使得在LED 上的平均电流为： SS out RRI 1.0 115.0085.0 高端电流采样结构使得外部元器件数量很少，采用 1%精度的采样电阻，LED 输出电流控制在± 5%的精度。 SM3201 可以在 DIM 管脚加 PWM 信号进行调光，DIM 管脚电压低于0.33V 关断LED 电流， 高于 2.5V 全部 打开 LED 电流，PWM 调光的频率范围从100Hz 到20KHz 以上。 DIM 管脚也可以通过外加直流电压(VDIM) 调小 LED 电流 （模拟调光） ， 最大LED 电流由采样电阻RS 决定。 直流电压(VDIM) 的有效的调光范围是 0.5V 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/RS)设定。LED 电流还可以通过 DIM 到地之间接一个电阻到进行调节，内部有一个上拉电阻（典型 200K 欧姆）接在内部稳压电压 5V 上，DIM 管脚的电压由内部和外部的电阻分压决定。 DIM 管脚在正常工作时可以浮空。当加在DIM 上的电压低于 0.33V 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100uA。 此外，为了保证可靠性，SM3201 内部包含过热保护功能（TSD） ，封装含有散热PAD。过热保护功能在芯片 过热（150℃）时保护芯片和系统，外部的散热PAD 增强了芯片功耗，于是，SM3201 能够安全地输出较大电流。 注：如需最新资料或技术支持，请与我们联系 sale@linkage.cn 业务电话：400-033-6518 www.linkage.cn
SM3201 降压型可调光LED 恒流驱动芯片QOTZ-IWV1.0 - 5 - SM3201 还可以通过DIM 管脚外接热敏电阻（NTC）到LED 附近，检测温度动态调节LED 电流保护LED。 应用说明 通过外部电流采样电阻RS 设定LED 平均电流。LED 的平均电流由连接在VIN 和CSN 两端的电阻RS 决定： RsIout 1.0 （RS≥0.082Ω） 上述等式成立的前提是DIM 端浮空或外加DIM 端电压高于2.5V（但必须低于5V）。RS 设定了LED 的最大输 出电流，通过DIM 端调整，LED 实际输出电流可以调小到任意值。 通过在DIM 端口加一个支流电压实现模拟调光，最大LED 输出电流由（0.1/RS）设定，如图所示： LED 平均输出电流计算公式： VVVRs VIout DIM DIM 5.25.0*5.2 *1.0 VDIM 在 VVV DIM 55.2 范围内LED 保持100%电流等于 RsIout 1.0 通过 PWM 信号实现调光 LED 的最大平均电流由连接在VIN 和CSN 两端的电阻RS 决定， 通过在DIM 管脚 加入可变占空比的PWM 信号可以调小输出电流以实现调光，计算方法如下所示： )55.2%,1000(*1.0 VVpulseVDRs 如果高电平小于2.5V，则： )5.25.0%,1000(*5.2 *1.0* VVpulseVDRs 注：如需最新资料或技术支持，请与我们联系 sale@linkage.cn 业务电话：400-033-6518 www.linkage.cn
SM3201 降压型可调光LED 恒流驱动芯片QOTZ-IWV1.0 - 6 - 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25%占空比，LED 的平均电流为(0.1/RS)的 25%。建议设置PWM 调光频率在100Hz 以上，以避免人的眼 睛可以看到 LED 的闪烁。 PWM 调光比模拟调光的优势在于不改变 LED 的色度。SM3201 调光频率最高可超过 15KHz。 关断模式 通过在DIM 端接入0.3V 以下的电压，实现系统关断，通常情况下，系统的静态电流保持在100μA以下。 软启动模式 通过在DIM 接入一个外部电容，使得启动时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. LED 开路 SM3201 具有内在开路保护功能， 负载一旦开路， 芯片的SW 处于悬空状态，芯片将被设置于安全的低功 率模式，因此LED 负载开路时LED 和芯片都是安全的。负载重新连接后进入正常的工作状态。 旁路电容 在电源输入必须就近接一个低等效串联电阻（ESR）的旁路电容，ESR 越大，效率损失会变大。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，减小对输入电源的冲击。直流输入时，该旁路电容 的最小值为4.7uF，在交流输入或低电压输入，旁路电容需要100uF 的钽电容或类似电容。该旁路电容尽可能靠 近芯片的输入管脚。 选取电感 SM3201 推荐使用的电感参数范围为27uH ~ 100uH。电感的饱和电流必须要比输出电流高30%到 50%。 LED 输出电流越小，建议采用的电感值越大。在电流能力满足要求的前提下，希望电感取得大一些，这样恒流的效 果会更好一些。电感器在布板时请尽量靠近VIN 和 SW，以避免寄生电阻所造成的效率损失。 下表给出电感选择建议: 输出电流 电感值 饱和电流 Iout>1A 27-47uH 大于输出电流 1.3-1.5 倍 0.8A<Iout≤1A 33-82uH 0.4A<Iout≤0.8A 47-100uH Iout≤0.4A 68-220uH 注：如需最新资料或技术支持，请与我们联系 sale@linkage.cn 业务电话：400-033-6518 www.linkage.cn
SM3201 降压型可调光LED 恒流驱动芯片QOTZ-IWV1.0 - 7 - 封装形式 SOT89-5 注：如需最新资料或技术支持，请与我们联系 sale@linkage.cn 业务电话：400-033-6518 www.linkage.cn