SDS3116—PWM模拟调光 线性恒流LED驱动IC
SDS3116是一款可调光单通道高压线性恒流LED驱动芯片。SDS3116采用线性恒流技术，通过外部电阻设定LED灯串的驱动电流；采用分两段结构，配置灵活，可适应3~18瓦各种LED灯具的应用要求；采用自适应填谷专利技术，很好地改善电源系统的效率和线性调整率，单颗IC最高驱动功率可提升到18W；SDS3116支持模拟调光接口，可以由外部电阻或PWM信号控制实现各种分级调光或无级调光的功能。
产品说明
SDS3116是一款可调光单通道高压线性恒流LED驱动芯片。SDS3116采用线性恒流技术，通过外部电阻设定LED灯串的驱动电流；采用分两段结构，配置灵活，可适应3~18瓦各种LED灯具的应用要求；采用自适应填谷专利技术，很好地改善电源系统的效率和线性调整率，单颗IC最高驱动功率可提升到18W；SDS3116支持模拟调光接口，可以由外部电阻或PWM信号控制实现各种分级调光或无级调光的功能。
产品特性
- 输出恒流设置5~60mA
- 芯片间恒流精度偏差<+/-4%
- 具有温度补偿和过热保护功能
- 输入功率线性调整率<2%/10V
- PF值>0.5，也可高PF值配置
- 支持模拟调光或PWM调光
- 线路简单，电源系统成本低
- ESOP8封装
应用领域
- 各种红外感应或微波感应控制的LED调光日光灯管
- 各种旋钮、触控方式控制的LED 台灯、吸顶灯、筒灯等
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自适应填谷
传统的高压线性恒流LED驱动一般采用驱动芯片与LED灯串串联，整流桥的两个输出端并联一个大电容用来稳压，以降低整流桥输出电压的波动，其驱动波形如图2所示。具体地，图中上面的波形为市电输入交流信号，下面的驱动波形为整流输出波形图；实线部分为市电电压较低时的驱动波形图，虚线部分为市电电压较高时的驱动波形图。由图可知，在T2时间段内，市电输入对电容充电，整流输出的电压随着市电电压绝对值的增加而升高；在T1、T3时间段内，电容两端的电压高于市电电压，电容对LED灯串放电，电容上的电压缓慢下降。
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图2 传统填谷电路驱动波形
对比图中的实线与虚线可以得出，当市电电压升高时，LED灯串的驱动电压也随之整体升高。由于LED灯芯是恒流驱动，所以LED灯串的两端的电压不变，增加的这部分电压就直接施加在驱动芯片上，使得芯片上的功耗急剧增加。因此采用传统电容填谷方式的高压线性恒流LED驱动随交流电压升高效率会急剧变差，通常从最优驱动点220V开始，交流电电压每上升10V电源效率下降约5%（线性调整率）。
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图3 SDS3116典型应用电路
如图3所示，为SDS3116采用自适应填谷的典型应用电路。图中，开关管N1和电解电容C1构成自适应填谷电路，在整流桥输出电压上升阶段，通过开关管对电容充电。充电过程中，SDS3116检测整流桥输出电压，当整流输出电压高于某个阈值电压时，SDS3116控制开关管N1停止对电容C1充电。当整流桥输出电压下降低于电容电压时，电容对LED灯串放电。
图3中，电容C1下极板的电压通过二极管隔离后接到CB引脚并送到芯片内部的检测电路，以在上电过程中保护开关管；开关管驱动端通过电容C3，减少开关管开启时的过冲，保护SDS3116 GATE引脚，同时减少系统EMI干扰。
如图4是自适应填谷的LED灯串驱动电压波形，Vth1是LED灯串完全点亮的电压，Vth2是电容C1停止充电的电压。一方面，合理地设置电容大小，保证电容C1放电过程中最低电压正好等于Vth1，可以保证交流电220V时，电源系统效率最高；另一方面，当交流电电压升高时，电容C1上最高电压Vth2不会随着升高，在T1和T4时间段，加在LED灯串上的电压不会升高，这样克服了传统填谷电路电源效率随交流电电压升高急剧变差的缺陷，通常从最优驱动点220V开始，交流电电压每上升10V电源效率下降约2%（线性调整率）。
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图4 自适应填谷电路驱动波形
恒流驱动电流设定 图3中CS引脚接电阻到地，用来调节LED灯串中的电流。LED灯串的电流计算公式如下： 芯片的Vref电压为负温度系数的参考电压，当结温超过110℃时，参考电压随着温度的升高而下降，以降低LED中的电流从而提高系统的热稳定性。 两段式驱动结构 当交流电电压降低（低于220V）时，传统的高压线性恒流驱动的输出功率会急剧下降，实际的输入电压范围很窄，这是由于整流输出的电压已不足以支撑恒流驱动全部LED灯串的电压，由于LED灯芯的电压电流特性，LED灯串的电流急剧降低。 SDS3116中集成两个恒流驱动，通过LED灯串两段式驱动结构可以改善LED灯具在输入电压较低时的输出功率，即当交流电压逐渐降低时，两段式中的一段LED灯串（通常灯珠数量较少）会逐渐变暗，整流输出电压会主要加在另一段LED灯串（通常灯珠数量较多）上，并保证该LED灯串能正常恒流点亮。 SDS3116内部的两个恒流驱动分别接DOUT1和DOUT2引脚。DOUT1一般接LED灯串下方，DOUT2接灯串或散热电阻，具体可参见应用电路部分。DOUT2接LED灯串时，整个LED灯串采用两段式恒流驱动，可以拓展LED灯具在交流电低压端的工作范围，但会引入一定程度的频闪；DOUT2接散热电阻时，通过散热电阻RT的分压作用可以减小高输入电压时芯片上的功耗，从而提高系统的热稳定性，一般用于大于10瓦的LED灯具应用。 调光接口 SDS3116集成调光功能。如图3所示，通过在模拟调光接口DIMM引脚外接一定阻值的电阻Rx，可改变SDS3116的恒流驱动电流。当改变Rx阻值，使DIMM引脚电压在0.06~0.6V变化时，SDS3116驱动LED灯串的电流随VDIMM线性变化，当VDIMM >= 0.6V时，恒流输出为CS电阻设定电流的100%，当VDIMM <= 0.06V时，恒流输出为CS电阻设定电流的10%。 SDS3116通过在DIMM引脚外加RC滤波电路，也可以实现PWM信号控制的调光功能，PWM信号进过RC滤波电路后在DIMM脚转换为电压信号，SDS3116按VDIMM调节恒流输出，调节范围同上。通过改变RC电路的配置，SDS3116可以适应各种不同频率PWM信号。 .png){kind=small}
典型应用电路
自适应填谷+模拟调光（3~15瓦球泡灯、筒灯或面板灯）
图5 SDS3116模拟调光参考电路（两段）
自适应填谷+PWM调光（3~18瓦筒灯、面板灯或T8灯管）
SDS3116 PWM调光参考电路（单段） 封装尺寸 ESOP8封装尺寸
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