嵌入式开发-MBI1804 AII-WAYS-On高功率LED驱动芯片初始规格书

All-Ways-OnTM 高功率LED驱动芯片

Small Outline Package 特色

z z z z

4个恒流输出通道

恒流输出值不受输出端负载电压影响 最大恒流输出范围值：240 mA 极为精确的电流输出值， 通道间最大差异值：<±3％； 芯片间最大差异值：<±6％。 z z z z

利用一个外接电阻，可调整电流输出值 具 Schmitt trigger 输入装置 操作电压：5伏特

无铅环保包装，加置散热片

精确的电流

通道间 < ±3%

通道间 < ±6%

精确的电流 IOUT = 40 ~ 240 mA

GD: SOP8-150-1.27

产品说明

MBI1804是立即开关的驱动IC，采用最新PrecisionDrive™与All-Ways-On™技术，专为高功率LED设计的驱动IC。 应用PrecisionDrive™及All-Ways-On™技术，MBI1804提供了四个恒电流输出通道及高输出电流能力。

使用者可透过一外接电阻(Rext)设定MBI1804电流，电流输出范围从40mA~240mA，用以控制LED的发光亮度。此外，使用者可输入脉冲宽度调变(PWM)讯号控制LED明亮度，调整范围由100%至0%。

为确保应用产品的可靠度，MBI1804内建温度感应器与过热保护(TP，Thermal Protection)功能及提供散热片。温度感应器可侦测MBI1804的温度状态；当MBI1804温度超过165°C时，过热保护功能会关闭电流，防止驱动器的温度过高。MBI1804已在微小的SOP8封装体上，加置散热片，透过金属垫片将热传输至印刷电路板，增加散热能力，以达到安全处理高输出电流。

聚积科技2006

新竹市埔顶路18号6F之四

电话：+886-3-579-0068，传真：+886-3-579-7534 E-mail: info@mblock.com.tw

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MBI1804 All-Ways-OnTM 高功率LED驱动芯片 应用 z z 高亮度LED照明 车用室内照明 z LCD 背光 应用电路图 VDD1GNDR-EXT2R-EXT3OUT04OUT1VDD8OE7OUT36OUT25OEVLED 图1 功能方块图 R-EXT OE OUT0OUT1OUT2OUT3输出电流量调节 VDD 四个开关温度感应器

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MBI1804 All-Ways-OnTM 高功率LED驱动芯片 脚位图 GNDR-EXTOUT0OUT11234MBI1804GD 8ThermalPad765VDDOEOUT3OUT2 脚位说明 Pin 脚号码 Pin脚名称 功能 控制逻辑及驱动电流之接地端。 1 GND 3, 4, 5, 6 OUT0~OUT3 恒流输出端 7 OE 输出致能讯号端。 当OE是低电位时，即会启动OUT0~ OUT3输出；当OE是高电位时，OUT0~ OUT3输出会被关闭(不驱动电流)。 连接外接电阻之输入端；此外接电阻可设定所2 R-EXT 有输出通道之输出电流。 5V电源供应端 8 VDD 连接到地的散热片* - Thermal Pad *为避免噪声影响，散热片应接地；当PCB连接至散热片的面积够大时，热导效果会更佳。

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MBI1804 All-Ways-OnTM 高功率LED驱动芯片 最大限定范围 特性 电源电压 输入端电压 输出端电流 输出端电压 接地端电流 消耗功率* (在印刷电路板上，25°C时) 热阻值** (模拟测试) 实证热阻值* (在印刷电路板上，25°C时) 工作时接合点温度 IC工作时的环境温度 IC储存时的环境温度 代表符号 最大工作范围 单位 V V mA V mA VDD 0~7.0 VIN -0.4~VDD + 0.4 IOUT 360* VDS -0.5~+17.0 IGND 1000 PD 0.8 W SOP8 Rth(j-a) 125 Tj,max 125 Topr -40~+85 Tstg -55~+150 °C °C °C 33.39 °C/W *使用者需注意消耗功率(约等于IOUT x VDS)必须落在图7所示之安全工作范围区内。 ** 由工廠提供。

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MBI1804 All-Ways-OnTM 高功率LED驱动芯片 直流特性 特性 电源电压 输出端耐受电压 输出端电流 输入端电压 输出端漏电流 输出电流1 电流偏差量 输出电流2 电流偏差量 电流偏差量 vs. 输出电压 电流偏差量 vs. 电源电压 Pull-up电阻 接合点临界温度 高电位位准低电位位准代表符号 VDD VDS IOUT VIH VIL IOH IOUT1 dIOUT/IOUT IOUT2 dIOUT/IOUT %/dVDS %/dVDD RIN(up) Tx IDD(off) 1 “OFF” 电压源输出电流 “ON” IDD(off) 2 IDD(off) 3 IDD(on) 1 IDD(on) 2 OUT0~ OUT3 量测条件 - 最小值 一般值 最大值 单位 4.5 5.0 5.5 V - - 17.0 V 40 - 240* mA 0.7×VDD - VDD V GND - - - 0.3×VDD0.5 V µA 参考直流特性的测试电路 Ta= -40~85ºC Ta= -40~85ºC VOH= 17.0V VDS= 0.6V IOL= 122mA VDS= 0.6V VDS= 0.8V IOL= 225mA VDS= 0.8V Rext=2.4kΩ - 122 - mA Rext=2.4kΩ - ±1 ±3 % Rext=1.3kΩ - 225 - mA ±3 % Rext=1.3kΩ - ±1 - ±0.1 - % / V - ±1 - % / V 输出电压 = 1.0~3.0V 电源电压 = 4.5~5.5V OE 250 500 800 KΩ - 165 - °C - 5 9 - 6 10 mA - 8 12 - 6 10 - 7 10 当 Tj 接近 Tx ,OUT会关闭 Rext=Open, Rext=2.4kΩ, Rext=1.3kΩ, Rext=2.4kΩ, OUT0~OUT3= Off OUT0~OUT3= Off OUT0~OUT3= Off OUT0~OUT3= On Rext=1.3kΩ, * 每个输出端电流可达360mA，但总输出电流应小于1A。 OUT0~OUT3= On 直流特性的测试电路 FunctionGeneratorOER-EXTIR-EXTRextOUT3GNDVLEDC2IDDVDDVDDVDSC1 OUT0IOUT Logic input waveformV VIHIL 图2

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MBI1804 All-Ways-OnTM 高功率LED驱动芯片 动态特性 特性 延迟时间 (低电位到高电位) 延迟时间 (高电位到低电位) 脉波宽度 OE - OUTn 代表符号 tpLH 量测条件 最小值 一般值 最大值 单位 OE - OUTn OE tpHL tw(OE) tor tof 电流输出埠的电位爬升时间(turn off) 电流输出埠的电位下降时间(turn on) VDD= 5.0 V VDS= 1.0V VIH= VDD VIL= GND Rext= 1226Ω (IOUTn=240mA)VL= 4.0 V RL= 11.6Ω CL= 10 pF 0.3 0.5 1 µs 0.3 0.5 1 µs 1 - - µs 0.3 0.5 1 µs 0.3 0.5 1 µs 动态特性的测试电路 FunctionGeneratorOER-EXTIR-EXTOUT3GNDCLVDSVLRLC2IDDVDDC1IOUTOUT0VDDLogic input waveform VIHVIL图3

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MBI1804 All-Ways-OnTM 高功率LED驱动芯片 应用信息 应用电路 (a) VLED 和VDD 共享一个电压源 VLED*+C2100uFR5***R4***R3***R2***LED41R1**LED31LED21LED11D15.1VC10.1uFU112GNDR-EXTOUT0OUT1VDDOEOUT3OUT28765VDSLED4nLED3nLED2nLED1nRext34VDSMBI1804 * VLED > VDS + VF,LED x n; VF,LED: LED顺向电压; n: LED数目 ** R1 = (VLED - 5.1V) / IDD; IDD请参考直流特性 *** R2~R5 = [VLED –VDS – (VF,LED x n)] / ILED (b) VLED 和VDD 各用不同电压源 VLED*+C2100uFLED41LED31LED21LED11VDDC10.1uFU112Rext34VDSGNDR-EXTOUT0OUT1VDDOEOUT3OUT28765VDSLED4nLED3nLED2nLED1nMBI1804*VLED = VDS + VF,LED x n; VF,LED: LED顺向电压; n: LED数目 图4

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MBI1804 All-Ways-OnTM 高功率LED驱动芯片 恒流 当客户将MBI1804应用于LED照明设计上时，通道间与通道间，甚至芯片与芯片间的电流，差异极小。此源自于MBI1804的优异特性： 1) 通道间的最大电流差异小于 ±3%，而芯片间的最大电流差异小于 ±6%。 2) 具有不受负载端电压影响的电流输出特性，如下图所示。输出电流的稳定性将不受LED顺向电压(VF)变化而影响。 250200150IOUT(mA)1005000.00.51.01.5VDS(V)2.02.53.0图5

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MBI1804 All-Ways-OnTM 高功率LED驱动芯片 调整输出电流 如下图所示，藉由外接一个电阻Rext调整输出电流(IOUT)。 240210180IOUT (mA)150120906030001020Rext (kΩ)304050VDS = 1.0V图6 套用下列公式可计算出输出电流值， VR-EXT = 1.24V； Rext = (VR-EXT / IOUT) × 236 = (1.24V / IOUT) × 236 chip skew IOUT = (VR-EXT / Rext )× 236= (1.24V / Rext) × 236 within ± 6% 公式中的VR-EXT是指R-EXT端的电压值，Rext是指外接至R-EXT端的电阻值。当电阻值是1.3kΩ，套入公式可得输出电流值是225mA ；当电阻值是2.4kΩ时，输出的电流则为122mA

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MBI1804 All-Ways-OnTM 高功率LED驱动芯片 “Pb-Free & Green”封装之焊接制程* 聚积科技所生产的” Pb-Free & Green\"的半导体产品遵循欧洲RoHS标准，封装选用100%之纯锡以兼容于目前锡铅(SnPb)焊接制程，且支持需较高温之无铅制程。纯锡目前已被欧美及亚洲区的电子产品客户与供货商广泛采用，成为取代含锡铅材料的最佳替代品。100%纯锡可生产于制程温度为215℃至240℃的含锡铅(SnPb)锡炉制程。但若客户使用完全无铅锡膏和材料，则锡炉温度须达J-STD-020C标准之245℃至260 oC (参阅下图),。 Temperature (℃)300255℃250240℃217℃200Average ramp-uprate= 0.7℃/s150100s max30s maxRamp-down6℃/s (max)℃260℃+0-5℃245℃±5℃100Average ramp-uprate = 0.4℃/s50250050----Maximum peak temperature Recommended reflow profile100Peak Temperature245℃~260℃< 10sAverage ramp-uprate= 3.3℃/s150200250Time (sec)300Acc. J-STD-020C *附注1：详情请参阅聚积科技之“Policy on Pb-free & Green Package”。

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MBI1804 All-Ways-OnTM 高功率LED驱动芯片 封装体散热功率 (PD) 依据PD(max) = (Tj,max – Ta) / Rth(j-a) ，被允许的最大散热功率会随环境温度增加而降低。 0.90.8Max. Power Dissipation at Various Ambient TemperaturePower Dissipation (W) 0.70.60.50.40.30.20.1002550SOP-8(GD) Type: Rth(j-a)= 125(°C/W)* Safe Operation Area 75100Ambient Temperature (°C) 图7 封装体的最大散热功率，是由公式 PD(max) = (Tj,max – Ta) / Rth(j-a). 来决定。当四个输出通道同时打开时，真正的功率为 PD(act) = (IDD x VDD) + (IOUT x Duty x VDS x 4)。 为保持PD(act) ≤ PD(max)，可输出的最大电流与duty cycle 间的关系为： IOUT = { [(Tj – Ta) / Rth(j-a) ] – (IDD x VDD) } / VDS / Duty / 4, 其中Tj = 125°C； Duty= tON / T； tON： LED亮灯的时间，T：OE讯号周期 tONOET *注1：实测热组值Rth(j-a) =125 °C/W 是依据下列图示。 Copper foilPCB面积为L2xW2是IC面积(L1xW1)的4倍。PCB的厚度为1.6mm，锡箔片为 1 Oz；L2L1IC底部的散热片须粘着再锡箔片上。 W1W2 - 11 -2006年6月, V1.03

MBI1804 All-Ways-OnTM 高功率LED驱动芯片 过热保护功能 当IC芯片温度超过TX (165°C)时，过热保护功能即启动并停止电流输出以降低芯片温度。只要芯片温度低于165度时，IC就会自动输出电流；转换的过程中，LED会闪烁，但闪烁的频率相当快速，因此肉眼几乎看不到；但IC却可避免过热而造成的损坏。 负载端供应电压 (VLED) 为使封装体散热能力达到最佳化，输出端电压值(VDS)与输出电流值(IOUT)建议不超过封装体散热功率上限PD(max)。 如图8， VDS = VLED – VF；VLED为负载端供应电压。过高的输出端电压(VDS)可能会导致 PD(act) > PD(max)；在此状况，建议尽可能使用较低的VLED电压供应，也可用外串电阻当做VDROP。此可导致VDS = (VLED – Vf) – VDROP，达到降低输出端电压 (VDS) 之效果。外串电阻之应用可参考图8。 图8 VLED Voltage Supply VDrop VF MBI1804 VDS

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MBI1804 All-Ways-OnTM 高功率LED驱动芯片 外观轮廓图示 注：轮廓图示的单位是mm。 MBI1804GD 轮廓图示 IC正印信息 第一行 MBIXXXX ○ 产品码 制程码 C: 传统包装 G: 无铅环保包装 Part number ID number 第二行 XXXXXXX ○ 制造码 版别码 产品更新纪录 文件版次 IC版别码 V1.03 B 产品订购信息 产品编号 包装型态 重量(g) MBI1804GD SOP8-150-1.27 0.07

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