概述:OCP8122A是一款双通道大功率LED恒流驱动控制器,它适合大尺寸 LCDTV背光LED驱动。 其内部集成了两个实现最佳效率独产控制的LED驱动器。驱动器输出相移180度,使得芯片在大功率应用时有较小的纹波电流。 OCP8122A支持PWM信号对每个通道进行独立的调光,模拟调光同时控制两个通道。它提供系统灵活设计适合LCDTV局部调光或3D显示模式。 OCP8122A支持配置适合主从操作的多通道应用。同步实现一个独立单线界面的最小化系统组件。 OCP8122A有完整的保护功能,例如:MOSFET的过流保护(OCP)、 输出对地短路保护(SCP)、输入欠压保护(UVLO) 、输出过压保护 (OVP)、限流保护。OCP8122A可以和OZ9902AGN互换


一、OCP8122A引脚功能说明

1脚、UVLS 为VIN电源供应欠压保护脚,当此脚的电压低于2.7V时,IC的VIN欠压保护功能起作用,输出关闭,只有当电压愎复到高于3V时,IC恢复正常输出。
2脚、VCC为电源供应输入脚,输入电压范围8V~25V。当此脚电压低于6.8V时,IC的VCC欠压保护功能起作用,输出关闭,只有当VCC电压恢复到高于7V时,IC恢复正常输出。(注:当供电电压为24V时,建议在芯片的VCC与供电24V电源之间串一个12V/1W的稳压二极管,以降低升压开关管的VGS耐压的要求,降低系统成本)
3脚、EN为IC的使能脚,通常用两个电阻对VCC电压进行分压,或者额外提供电压2V-5V,IC启动,EN脚电平小于0.4V,IC关闭。
4脚、VREG为IC内部5V稳压器输出脚。当此脚电压低于3.6V时,IC的VREG欠压保护功能起作用,输出关闭,只有当VREG电压恢复到高于3.8V时,IC恢复正常输出。
5脚、RSET为IC的工频率及多芯片应用主从模式设置脚,通常单芯片应用时,接一个18K的电阻到GND,工作频率为365K;多芯片主从应用时,主芯片的RSET脚连接电阻到GND,从芯片的RSET脚通过一个与主芯片阻值相同的电阻连接到VREG脚。
6脚、SYNC为同步工作频率输入/输出引脚,通过一个4.7K电阻连接到VREG脚;多芯片应用时,将从芯片的SYNC脚与主芯片的SYNC脚短接。实际应用中,为防止SWOUT输出开关对同步信号的干扰,必须在从芯片的SYNC脚与主芯片的SYNC脚之间串接一个22uH的绕线贴片电感(参考图4)。
7脚、PWM1为1通道PWM调光信号输入脚,应用时,调光信号幅度需大于2V,PWM信号占空比由0~100%变化,即可控制LED灯由暗变成最亮。
8脚、PWM2为2通道PWM调光信号输入脚,应用时,调光信号幅度需大于2V,PWM信号占空比由0~100%变化,即可控制LED灯由暗变成最亮。
9脚、ADIM为IC模拟调光控制脚,改变VADIM从0.5V至1.5V时,LED电流会逐渐增大。当该值小于0.5V时IC内部会调
整IFB脚到0.2V,当大于1.5V时IC内部会调整IFB脚到0.6V。建议应用时,ADIM脚设置为2.5V。
10脚、Timer为故障关断延迟时间设置脚,应用时,需外接一个电容。
11脚、CMP1为外接电容脚、电阻设置1通道软启动及补偿脚。
12脚、CMP2为外接电容脚、电阻设置2通道软启动及补偿脚。
13脚、IFB2为2通道LED电流采样输入脚,LED电流为(ILED=VIFB/R32)。
14脚、GATE2为2通道外接MOSFET驱动控制脚。
15脚、OVP2为2通道输出过压保护采样输入脚。
16脚、CS2为2通道Power MOSFET 开关电流采样输入脚。
17脚、IFB1为1通道LED电流采样输入脚,LED电流为(ILED=VIFB/R32)。
18脚、GATE1为1通道外接MOSFET驱动控制脚。
19脚、OVP1为1通道输出过压保护采样输入脚。
20脚、CS1为1通道Power MOSFET 开关电流采样输入脚。
21脚、GND为接地脚。
22脚、SWOUT2为2通道外接升压开关Power MOSFET驱动控制脚。
23脚、SWOUT1为1通道外接升压开关Power MOSFET驱动控制脚。
24脚、STATUS为故障状态输出脚。


二、OCP8122A典型应用电路

1、VCC供电12V电路

2、VCC供电24V应用电路图


三、工作原理和应用分析

1、环路及恒流原理
1)电路拓扑为BOOST结构,如图3所示,在一个工作周期内,当SWOUT1输出高电平时,功率MOS管Q2导通,VIN通过升压电感L1和Q2,L1进入储能过程,此时续流二极管D1截止,LED由滤波电容C12供电;当SWOUT1输出低电平时,Q2截止,这时在L1两端产生一个反向电动势VL,VL与VIN叠加并通过D1给LED供电并对C12充电。
2)恒流原理:如上图2所示,芯片对IFB1脚电压VIFB1进行采样,将VIFB与芯片内部基准VADJ值进行比较,如果高于VADJ值,功率管Q2导通时间会缩短,传递到输出的能量减少;如果低于该值,功率管Q2导通时间会加长,传递到输出的能量增多,经过内部多个周期的调整后,芯片会处于一个动态平衡状态。

2、工作频率
       IC在一个恒定的频率下工作,这个恒定的频率是通过一个连接在RSET与GND之间的外部电阻R5来设定,其值由以下公式近似得出fOP(KHz)=6380/R5(KΩ)
3、LED电流调整及模拟调光控制
      模拟调光是通过在引脚ADIM输入大约0.5V~1.5V的电压来实现,当调整VADIM时,内部基准ADJ相应的在0.2V~0.6V范围调整。LED电流由与引脚IFB相连的电阻RIFB(R26/R32)设定,由以下公式近似得出:ILED(mA)=VADIM(mV)/5/RIFB(Ω)如果ADIM脚的电压超过1.5V,引脚IFB电压被调整到固定的0.6V。这时LED电流
近似等于:ILED(mA)=600/RIFB (Ω)
      如果ADIM脚电压低于0.5V,引脚IFB的内部基准ADJ的电压被调整到固定的大约0.2V,这时LED电流近似等于:ILED(mA)=200/RIFB (Ω)
      注:以上仅以1通道来做分析,2通道原理与1通道相同。

4、PWM调光控制
      PWM调光的实现是将一个频率范围在100Hz‐20KHz、高电平高于2V、低电平低于1V的外部PWM信号加在引脚PWM上。当PWM脚电压高于2V时,MOSFET Q3/Q5通断,进入正常调光;当低于1V时, Q3/Q5关断,调光不起作用LED无亮度。
5、保护功能
1)输出过压保护(OVP)
      IC正常工作期间,当OVP1/OVP2脚的电压高于3V时,输出过压保护功能被激活,驱动输出立即关断,而CMP1/CMP2脚电压保持浮空为维持驱动输出的占空比。连接在TIMER脚的电容C4开始由内部电流大约8uA的电流源充电。如果C4上的电压在上升到3V前OVP故障解除,那么驱动输出恢复正常工作,C4开始放电。如果故障一直持续到C4上的电压超过3V,IC关断并锁定,只有重新使能才能启动IC。
2)输出对地短路保护
      IC正常工作期间,当OVP1/OVP2脚电压低于0.2V时,IC进入锁定模式,并且STATUS脚上拉成高电平,从而关断PMOSFET Q1。当OVP1/OVP2脚电压高于0.2V时,故障解除,IC正常工作。
3)输出回路短路保护
      在正常工作期间,当LED电流回路发生短路,即VIFB>1.5*ADJ时,LED电流开关Q3/Q5立即关断限制电流涌入,此时连接在TIMER脚的电容C4开始由8uA的电流源对它充电。在C4充电期间,IC定期的打开LED电流开关Q3/Q5检测故障是否还在,如果C4上电压在上升到3V之前故障解除,那么IC恢复正常工作,C4开始放电。当C4上电压超过3V时故障仍没解除,IC关断并锁定,需重新启动IC进入正常工作。
4)功率MOSFET过流保护
       功率MOSFET Q1的开关电流通过连接在CS1/CS2脚的电阻R22/R28反馈到CS1/CS2脚。当CS1/CS3脚电压超过近似0.5V的典型阈值时,过流保护功能启动,Q1立即被关断并且持续到下一个开关周期的到来。
5)输出过载保护
       在IC正常工作期间,当IFB1/IFB2脚电压低于ADIM设定电压值的75%时,输出过载保护启动,此时连接在TIMER脚的电容C4开始由8uA的电流源对它充电。当C4上电压超过3V时故障仍没解除,IC关断并锁定,需重新启动IC进入正常工作。
五、电感的选择
       OCP8122A可以使用在包括升压(boost)、降压(buck)、单端初级电感转换器(SEPIC)、反激式(flyback)等各种拓扑结构的DC/DC转换器应用。但在大尺寸LED背光应用中,boost拓扑使用率是最高的,为此以下的讨论就基于boost转换器。boost转换器存在两种转换模式,即连续与非连续转换模式(CCM 和DCM)。从非连续过渡到连续模式
时,电感值由以下公式近似得出:

      当电感值小于临界值LCRI时,转换器在整个输入电压范围内工作在非连续模式下。当电感值高于临界值LCRI时,转换器在最小输入电压时工作在连续模式,并可能在更高输入电压时工作在非连续模式。选择的电感的饱和电流必须高于提供电流的峰值Ip,

四、4芯片主从模式应用参考电路