高精度原边反馈 LED 恒流驱动开关
描述
MT7953是针对小功率照明应用而设计的LED 驱动开关，采用原边反馈反激式电路架构，工作在电感电流断续模式，内部集成600V 高压开关，可在全输入电压范围内驱动5W 以下LED 恒流电源。
MT7953采用原边反馈技术，无需次级反馈电路，也无需补偿电路。内部集成600V 高压功率开关，系统方案简洁可靠。
MT7953采用美芯晟专利的恒流控制与补偿技术，LED 输出电流精度达到±3%以内，具有优异的线性调整率和负载调整率，且对变压器绕组电感变化不敏感。
MT7953同时实现了各种保护功能，包括逐周期过流保护(OCP )、过压保护(OVP )、LED 短路保护(SCP )、LED 开路保护和过热保护（OTP ）等,以确保系统可靠地工作。
主要特点
? 内部集成600V 功率管
? AC85V 到AC265V 交流输入电压
? 原边感应及恒流机制，无需次级反馈电路 ? 高精度LED 恒流电流 (+/-3%) ? 逐周期峰值电流控制 ? LED 开路/短路保护
? 欠压锁定保护 ? VDD 过压保护，输出过压保护 ? 过温保护
? SOP8封装
应用
? LED 球泡灯、射灯
? 1-5W
LED
照明驱动
典型应用电路
极限参数
VDD -0.3V ~ 20V
+60V AUX -150V
~ DRAIN -0.3V ~ 600V
CS -0.3V ~ 6V
P DMAX（最大功耗） 0.45W
150°C
~
存储温度 -55°C
推荐工作条件
16V
~
电源电压 7.5V
工作温度-40°C ~ 105°C
热阻
封装表面到环境 (RθCA) 128°C/W
订货信息
器件 封装 每卷数量 标记
MT7953 SOP8 2500 MT7953 管脚排列图
管脚描述
管脚名称 管脚号 描述
变压器辅助绕组输入端。内部有一个90Kohm：15Kohm的电阻串接地AUX 1
VDD 2 电源脚
空脚
NC 3
电流采样端，采样电阻接在CS和GND之间
CS 4
DRAIN 5,6 内部功率管漏极
接地脚
GND 7,8
电气参数
(除非特别说明，测试条件为: V DD =12V, T A =25°C) 符号 参数
Min Typ Max Unit
启动与电源电压
I START 启动电流 25 50 μA UVLO 欠压锁定电压（ V DD 低阀值电压）V DD 脚电压下降 7.2 V V START 启动电压
V DD 脚电压上升
16 V V DD-CLAMP VDD 钳位电压
I DD =10mA 19 电源电流
I Q 工作电流 Fs =40KHz
1.5 mA
电流检测 V CS-TH
电流检测阈值
490 500 510 mV
LEB1 CS 脚的内置前沿消隐时间
500 nS 辅助绕组检测
R UP AUX 脚电阻串上分压电阻 注释(1) 90K Ohm R DN AUX 脚电阻串下分压电阻 注释(1)
15K Ohm V OV-TH 辅助绕组过压检测阈值
2.4 V LEB2 辅助绕组电压检测前沿消隐时间
2.0 uS 热保护 OTP 过热保护温度阈值 155 ℃ 过热保护释放的迟滞温度
20 ℃
功率管 R DSON 功率管导通阻抗 VGS =10V/I DS =
0.5A 10 12 Ω BV DSS 功率管击穿电压 VGS =0V/I DS =250uA 600 V I DSS
功率管漏电流 VGS =0V/V DS =600V 1 uA 注释
(1) 参见第4页的原理框图
原理框图
功能描述
MT7953是一款专用于LED 照明恒流驱动的芯片，工作于电感电流断续模式。采用美芯晟专利的恒流控制和补偿方法，内部集成600V 功率开关，只需要极少的外围器件就可以达到优异的恒流特性。无需光耦及次级反馈电路，系统方案简洁、成本低。
启动过程
启动过程中，VDD 通过一个连接到母线的启动电阻充电。当VDD 达到16V 时，
控制逻辑就开始工作，内部功率管开始开关动作。如图1所示。
图1、启动过程
一旦辅助绕组上的电压升得足够高，芯片的电源将由辅助绕组提供。
如果VDD 低于7.2V ，则MT7953将自动关闭（UVLO 阀值电压）。
恒流控制与输出电流设置
芯片逐周期检测变压器原边的峰值电流，CS 端连接到内部的峰值电流比较器的输入端，与内部500mV 的阈值电平进行比较，当CS 外部电压达到该阈值时，功率管关断。 原边峰值电流的表达式为：
)(500
_mA R I CS
PK P =
式中R CS 为峰值检测电阻，即第1页应用电路中的R1。CS 比较器还包括一个500nS 的前沿消隐时间以滤除CS 端在导通瞬间的噪声。 LED 输出电流的计算公式为：
)(45004
_mA N N R N N I I S
P CS S P PK P LED ××=×=
式中，N P 为变压器原边匝数，N S 为次级端匝数，I P_PK 为原边峰值电流。
由公式可知，输出电流仅由变压器匝比与峰值检测电阻决定，与变压器电感量无关。 工作频率
MT7953工作于电感电流断续模式，无需环路补偿，最大占空比为42%。进行系统设计时，建议最大工作频率小于100KHz ，最小工作频率大于20KHz 。
工作频率的计算公式为：
LED
p S LED
P SW
I L N V N f ××××=2
2
8 式中，N P 为变压器原边匝数，N S 为次级端匝数，Lp 为变压器主级侧电感。合理地设计变压器参数，使得工作频率fsw 在40KHz – 80KHz 之间。
辅助绕组反馈及其检测
MT7953通过辅助绕组反馈来检测次级侧的输出电流状态。AUX 脚（脚1）直接接到辅助绕组上，内部有一个对地的分压电阻串，上分压电阻（即第4页原理框图中的R UP ）为90千欧姆，下分压电阻（即第4页原理框图中的R DN ）为15千欧姆，比例为6：1。辅助绕组的电压信号经过分压电阻串的分压后，进入检测电路。为排除噪声的干扰，芯片内部设置了2uS 的前沿消隐时间，见图2。
DRV
Aux
LEB time
图2、辅助绕组电压检测
芯片的过压（LED 开路）保护，关断时间的控制都是通过对辅助绕组电压信号的检测来实现的。
过电压（LED 开路）保护
MT7953内置两个过压保护机制：（1）AUX 脚电压高于设定电压且发生四次，则被判定为输出开路。MT7953将关闭PWM 开关信号，VDD 电压逐渐降至UVLO 阀值，并进入重启模式。输出电压的过压保护阀值V OUT_OV 可以由下式来设定（参考第4页的原理框图及第1页的应用电路）：
2DN UP OUT_OV R R (12.4V D a S N N
×+
×=
2
2
8.1615901(4.2D a
S D a
S N N
N N
K K ×=×+
×=
式中N S 是次级绕组匝数，N a 是辅助绕组匝数，V D2 是次级绕组整流二极管的正向压降。 （2）如果VDD 脚的电压超过19V ，MT7953内部钳位电路开始工作，将VDD 电压钳位于19V 。建议设计合适的变压器N a 到 N s 的比例，将VDD 电压设置在7.5V-16V 之间。
过流保护
一旦CS 脚电压超过500mV ，MT7953将立即关断功率MOS 管。这种每周期过流检测的方式保护了相关的元器件免于损坏，如功率MOS 管，变压器等等。 PCB 设计
设计MT7953的PCB 时，需要遵循下列原则：
旁路电容
VDD 的旁路电容要紧靠芯片的VDD 引脚。
地线
峰值电流采样电阻的功率地线尽可能短，且要和芯片的地线及其它小信号的地线分头接到Bulk 电容
的地端。
功率环路的面积
减小功率环路的面积，如变压器原边，功率管及缓冲网络（snubber）的环路面积；以及次级二极管、变压器次级、输出电容的环路面积，以减小EMI 辐射。DRAIN引脚
增加DRAIN引脚的铺铜面积以提供芯片的散热能力。
封装外形尺寸
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