SEA05L：高效的恒壓恒流控制器與LED指示燈驅(qū)動(dòng)器

引言

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，對(duì)于開(kāi)關(guān)電源（SMPS）應(yīng)用而言，實(shí)現(xiàn)高效的恒壓（CV）和恒流（CC）調(diào)節(jié)以及低功耗的LED指示燈驅(qū)動(dòng)是非常重要的。ST公司的SEA05L就是一款針對(duì)此類(lèi)需求而設(shè)計(jì)的高度集成解決方案。今天，我們就來(lái)詳細(xì)了解一下這款產(chǎn)品。

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產(chǎn)品概述

特點(diǎn)

• 雙控制功能：具備恒壓和恒流控制能力，能滿(mǎn)足多種電源應(yīng)用的需求。
• 高效LED驅(qū)動(dòng)：非常高效的LED指示燈驅(qū)動(dòng)器，有助于降低SMPS的待機(jī)功耗。
• 寬工作電壓范圍：工作電壓 (V_{CC}) 范圍為3.5 V - 36 V，適應(yīng)不同的電源環(huán)境。
• 低靜態(tài)功耗：僅250 μA，有助于降低整體功耗。
• 高精度控制：電壓控制環(huán)路精度 ± 0.5%，電流控制環(huán)路精度 ± 4%。
• 低外部元件數(shù)量：簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，降低了成本和電路板空間需求。
• 開(kāi)漏輸出級(jí)：采用SOT23 - 6L封裝，適合空間關(guān)鍵應(yīng)用。

應(yīng)用領(lǐng)域

• 帶LED指示燈的AC - DC適配器
• 帶LED指示燈的電池充電器
• **帶LED指示燈的SMPS

產(chǎn)品詳細(xì)介紹

內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理

SEA05L的核心由電壓控制環(huán)路和電流控制環(huán)路組成。電壓參考和一個(gè)運(yùn)算放大器構(gòu)成電壓控制環(huán)路的核心，電流傳感電路和另一個(gè)運(yùn)算放大器組成電流控制環(huán)路。

完成兩個(gè)控制環(huán)路所需的外部元件包括：

• 電阻分壓器：用于感應(yīng)電源輸出，并將電壓調(diào)節(jié)設(shè)定點(diǎn)固定在指定值。
• 檢測(cè)電阻：為電流傳感電路提供與直流輸出電流成比例的電壓，該電阻決定電流調(diào)節(jié)設(shè)定點(diǎn)，且必須在功耗方面有足夠的額定值。
• 頻率補(bǔ)償元件（R - C網(wǎng)絡(luò)）：用于兩個(gè)環(huán)路的頻率補(bǔ)償。

引腳功能

電氣特性

在 (-25^{circ}C < T{j} < 125^{circ}C)，(V{CC}=20 ~V) 的條件下，其主要電氣特性如下：

• 器件電源：(V{CC}) 電壓工作范圍為3.5 - 36 V，靜態(tài)電流 (I{CC}) 典型值為250 μA，最大值為500 μA。
• 電壓控制環(huán)路運(yùn)算放大器：跨導(dǎo) (G{my}) 典型值為3.5 S，電壓參考默認(rèn)值在 (T{j}= 25^{circ}C) 時(shí)為2.5 V，反相輸入偏置電流典型值為25 nA。
• 電流控制環(huán)路：跨導(dǎo) (G{mi}) 典型值為7 S，電流檢測(cè)閾值 (V{csth}) 典型值為50 mV，同相輸入源電流典型值為6 μA。
• 輸出級(jí)：在2 mA吸收電流時(shí)，低輸出電平 (V_{OUTlow}) 典型值為200 mV，最大值為400 mV。
• LED驅(qū)動(dòng)器：LED驅(qū)動(dòng)器吸收電流能力（峰值）為10 mA，電流調(diào)制頻率 (f{LD}) 典型值為1 kHz，在5 mA吸收電流時(shí)，低輸出電平 (V{LDlow}) 典型值為450 mV，最大值為900 mV，泄漏電流 (LD_{LKG}) 最大值為0.5 μA。

應(yīng)用設(shè)計(jì)

電壓和電流控制

電壓控制

電壓環(huán)路通過(guò)跨導(dǎo)運(yùn)算放大器、電阻分壓器 (R{1}) 和 (R{2}) 以及光耦合器進(jìn)行控制?？梢允褂靡韵鹿竭x擇 (R{1}) 和 (R{2}) 的值： [V{o}=V{ctrl} frac{(R{1}+R{2})}{R{2}}] [R{1}=R_{2} frac{(V{o}+V{ctrl})}{V{ctrl}}] 例如，當(dāng) (R{1}=100 k Omega)，(R{2}=15 k Omega) 時(shí)，(V{O}=19.17 ~V)。

電流控制

電流環(huán)路通過(guò)跨導(dǎo)運(yùn)算放大器、檢測(cè)電阻 (R{sense}) 和光耦合器進(jìn)行控制?？刂品匠虨椋?[R{sense} I{O max}=V{csth}] [R{sense}=frac{V{csth}}{I{O max}}] 例如，當(dāng) (I{O max}=1 ~A)，(V{csth}=50 mV) 時(shí)，(R{sense}=50 ~m Omega)。同時(shí)，選擇 (R{sense}) 電阻時(shí)，需要考慮其在滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)的最大耗散功率 (P{lim}=V_{csth} I_{O max})。

補(bǔ)償與LD引腳功能

補(bǔ)償

電壓控制跨導(dǎo)運(yùn)算放大器可以進(jìn)行完全補(bǔ)償，其輸出和負(fù)輸入都可直接連接外部補(bǔ)償元件。

LD引腳功能

LD引腳是該器件的一個(gè)獨(dú)特特性，它能夠高效驅(qū)動(dòng)LED指示燈，降低SMPS的待機(jī)功耗。LD引腳是一個(gè)開(kāi)漏輸出，能夠吸收5 mA（峰值），由內(nèi)部振蕩器以1 kHz（典型值）的方波、12.5%占空比驅(qū)動(dòng)。當(dāng) (V{CC}) 高于開(kāi)啟閾值（典型值3 V）時(shí)，內(nèi)部MOSFET開(kāi)始開(kāi)關(guān)；當(dāng) (V{CC}) 低于IC的UVLO時(shí)，LD處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。將LED指示燈通過(guò)串聯(lián)電阻連接到LD引腳，可以在保持相同驅(qū)動(dòng)峰值電流的情況下降低LED的功耗，同時(shí)1 kHz的LED驅(qū)動(dòng)電流調(diào)制頻率消除了閃爍的視覺(jué)感知。

封裝與機(jī)械數(shù)據(jù)

SEA05L采用SOT23 - 6L封裝（2.90 mm x 2.80 mm），滿(mǎn)足不同的環(huán)保要求。其具體的機(jī)械數(shù)據(jù)如下表所示：

總結(jié)

SEA05L是一款功能強(qiáng)大、設(shè)計(jì)靈活的集成芯片，它為SMPS應(yīng)用提供了高效的恒壓恒流控制和LED指示燈驅(qū)動(dòng)解決方案。其寬工作電壓范圍、低靜態(tài)功耗、高精度控制以及獨(dú)特的LED驅(qū)動(dòng)功能，使其在各種電源應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢(shì)。各位工程師在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，可以考慮這款產(chǎn)品，相信它能為你的設(shè)計(jì)帶來(lái)不少便利。大家在使用過(guò)程中有沒(méi)有遇到過(guò)類(lèi)似芯片的設(shè)計(jì)難題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。