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大功率led 灯升压恒流驱动控制器 qx5305
概述。qx5305 是一款高效率，稳定可靠的高亮度led 灯驱动控制ic ，内置高精度比较器，off-t ime 控制电路，恒流驱动控制电路等，特别适合大功率，多个高亮度led 灯串恒流驱动。
qx5305采用固定off-t ime 控制工作方式，其工作频率可高达2.5mhz ，可使外部电感和滤波电容、体积减少，效率提高。
在dim 脚加pwm 信号，可调节led 灯的亮度。
通过调节外置的电阻，能控制高亮度led 灯的驱动电流，使led 灯亮度达到预期恒定亮度，流过高亮度led 灯的电流可从几毫安到2安培变化。
订货信息 qx5305x
p:dip-8 lg:so-8
特性。可编程驱动电流，最高可达2a 高效率：最高达95%
宽输入电压范围：2.5v~100v 高工作频率：2.5mhz
工作频率可调：500khz~2.5mhz
驱动led 灯功能强：led 灯串可从1个到几十个led 高亮度灯。
亮度可调：通过en 端pwm ，调节led 灯亮度。
应用范围。干电池供电led 灯串 led 灯杯。
rgb 大显屏高亮度led 灯平板显示器led 背光灯恒流充电器控制通用恒流源。
方框图。管脚排列图。
管脚定义：管脚序号管脚名称功能描述。
1 vss 电源地。
2 en 芯片使能端。
3 comp 内部比较器补偿。
4 fb 电压反馈端。
5 drv 外部mos驱动端。
6 cs 电流反馈检测脚。
7 toff 关断时间设定。
8 vdd 电源正(2v-6.5v)
极限参数。参数符号描述值单位电压vmax vdd脚电电压8 v vmin-max en, cs 和fb 脚电压值-0.3-vdd+0.
3 v 温度tmin-max 工作温度范围-20-85 o c tstorage 存储温度范围-40-165 o c esd vesd esd 电压（人体模式）2000 v
主要电气性能和指标参数。
参数符号测试条件最小典型最大单位电源电压vdd 2.5 6.5 v cs 脚反馈电压v cs250 260 270 mv fb 脚反馈电压v fb250 260 270 mv 工作电流idd 0.
5 1 ma 关断时间(toff脚悬空) t off0640 ns 待机电流iddq 1 ua en 脚逻辑高电平v enh 2.0 v en脚逻辑低电平v enl0.8 v
50 nsdrv 脚电压上升时间t rise500pf 电容在drv 脚上。
时。50 ns
drv脚电压下降时间t fall500pf 电容在drv 脚上。
时。典型应用电路图。
工作原理简述。
qx5305 采用峰值电流检测和固定off-time控制方式。片内的r-s触发器分别由off-time定时器置位和cs比较器、fb比较复位，它控制外部mosfet管并和功率电感l、led、肖特基二极管共同构成一个自振荡的，连续电感电流模式的升压型恒流led驱动电路（参见图1）。
除了固定off-time控制这点外，qx5305的工作方式和普通的电流模式pwm控制型dc/dc升压电路非常相似。当工作在连续电流模式下时，流过功率电感的电流i l如图2所示。
v dd上电时，off-time定时器的输出置位内部触发器使输出为高，驱动外部了功率mosfet导通，t on周期开始。这时候，流过功率电感l的初始电流为零，电流以上升的模式从v in通过功率电感l，mosfet和电流采样电阻r cs流到地。该电流将一部分能量储存在功率电感里并在r cs 上产生一个压降v cs。
与此同时输出滤波电容对led放电，该电流在r fb上产生一个压降v fb，v fb被误差放大器放大。当电流上升到使得v cs > 260mv或v fb > 误差放大器的输出电压时，cs 或fb比较器的输出复位内部触发器使得输出变低，控制外部功率mosfet关断，t on周期结束，t off周期开始。
t off周期内，储存在功率电感里的能量以反电势的形式与vin叠加后，通过肖特基二极管、led、电流反馈电阻r fb构成回路，电流呈下降的模式，与此同时输出滤波电容被充电。当预先设置的t off时间间隔到达时，off-time定时器的输出再次置位内部触发器使得输出为高，外部功率mosfet重新导通，t off周期结束，开始新的t on周期，电流再次以上升的模式流通，同时输出电容对led放电……。依次循环往复，使led上的电流得以连续而且保持稳定。
正常工作情况下，电感电流上升、下降的斜率与v in、功率电感l的感值和led的正向压降相关。v cs间接反映了电感的峰值电流，也代表了峰值功率，而v fb间接反映了输出电流的大小。qx5305根据v fb来不断调节外部功率mosfet管导通的时间t on，即输出电流的脉冲宽度（也就是输入到功率电感l中的能量增加，导致流过负载的输出电流变大，反之则反。
如此闭环调节使得输出电流能够得到恒定。
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应用指引。1） l ed 电流的设定。
led 的电流由r fb 设定，r f b 阻值不同，就可以设置不同的led 驱动电流。r f b 的估算公式如下：
r f b =260mv/i o
i o 为驱动led 灯的电流。
2）峰值功率的限定。
限定峰值功率可以减小上电时的冲击电流，并且在电路异常时可以起到保护作用。峰值功率由r c s 设定，r c s 的计算公式如下：
r c s =260mv/io*k k=0.7*v i n /v o 也即：r c s =r fb *0.7*v i n /v o
i o 为驱动led 灯的电流；v o 为输出电压，即所有串联led 正向电压的总和。
3）工作频率的确定。
qx5305采用固定o ff-t ime 控制工作方式，其工作频率为f=1/（t o f f +t o n ）
其中t o n 时间与功率电感的感值和输入输出的电压差相关，而t o ff 的off-t ime 时间由片内的off-t ime 定时器和片外的t o f f 管脚的r o ff 、c o f f 决定。因此可通过外部电阻和电容设置最小t o f f 时间，从而间接设定工作频率，其中点空比约为d ≈（v o ut -v i n ）/v o ut ，而t o f f 计算公式如下：
这里100k ω电阻和12pf 电容是芯片内部集成的参数，当t of f 管脚悬空时：
在t o ff 管脚上单独接r o f f 电阻可以提搞工作频率，而单独接c o ff 则可以降低工作频率。例如：当t o ff 脚接470pf 电容时，t o f f ≈24.
6us ，如果d=0.1，则电路工作频率f 约为36.6khz 。
工作频率的高低，是要根据实际使用情况来决定的。工作频率高，功率电感的数值可以越小，电感的体积也越小，同时也有利于选用低容值小体积的输入输出滤波。电。容。
但是较高的工作频率会导致mosfet 管和肖特基二极管的开关损耗增加，发热加剧，导致电路的效率下降。这点在高输出电压下工作时较为明显因此如果在高于80v 的工作条件下，建议qx5305的工作频率不宜超过。
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80khz 。
4）功率电感l 选择。
功率电感l 的选用原则，一是确保流过led 的电流是连续的并且纹波电流δi 值远小于流过led 的电流值，其次是保证其工作时不会出现磁饱和现象。
qx5305电路在工作时，输入电源在mosfet 管导通t o n 期间直接对功率电感提供能量，其于时间则由电源与功率电感内储存的能量来维持led 电流。换句话说，功率电感在mosfet 管导通时储能，mosfet 管关闭时释放能量，电感及led 上的电流方向始终是不变的。功率电感的充放电在输出电流上形成锯齿状纹波电流（见图2）。
纹波电流（δi=i m a x -i li n ）的上升下降斜率及幅值直接与电感上的电压和电感量相关，其关系如下式：
t o n 时：v l =v i n -v d p -v c s ；t o f f 时：v l =-v i n +led+v f
纹波电流δi 的大小与功率电感的电感量成反比例，当纹波电流过大时，将导致输出电流的断续（此时可以理解为：t o n 时功率电感内储存的能量不足以在t o f f 时释放来维持负载电流）。因而，一定的工作电压、负载下，不同的电感元件参数，流过负载的电流会出现连续模式和非连续两种模式。
在驱动led 的情况下，为保持led 电流的恒定，不希望出现非连续模式。因此，在工作电压、负载一定的情况下，必须合理地选择功率电感数值以保证电路工作于连续模式下。
当功率电感的电感量足够大时，一般可保证电流不会出现非连续模式。同时较大的电感量也使得流过负载的电流脉动分量较小，有利于延长led
的寿命。 通常可根据以下公式估算出保证连续模式工作的最小电。
感量，然后在条件许可的情况下，尽可能地采用较大的电感量值。
在off-t ime 期，流过led 灯的δi l 计算如下：
为了使流过led 灯电流波动小于δi l ，电感值应满足：
t o f f 在上。
一节中由r o f f 和c o f f 来设定，δi l 可取i l 的十分之一。
通常，当输入、输出电压的压差较大或者输出功率较大时，需要加大功率电感的值，反之，可以用较小的功率电感值。一般取值约在几百微亨到十几毫亨，视实际应用而定。
另外不可忽视的一个问题是，qx5305工作时流过功率电感的峰值电流通常可高达安培级以上，所选用的功率电感必须具有足够的dc 工作电流容量，否则电感会发生磁饱和，造成电路的效率大大下降，甚至电路不能正常稳定工作。一般情况下，要求功率电感的饱和电流必须大于最大输出电流的 1.5倍以上。
同时在大电流条件下功率电感本身的内阻（esr）也不可忽视，它会极大地影响转换效率。所以，在确定了电感量以后，如果希望提高qx5305驱动器的工作效率，在体积允许的情况下，可选用较大的磁性元件及较粗的导线绕制的功率电感。
5）mosfet 管的选用。
首先要考虑mosfet的耐压，一般要求mosfet的耐压高于最大输出的电压 1.5倍以上。其次，根据驱动led灯电流的大小，选择mosfet的i
最大电流。一般情。
d s最大电流是led灯驱动电流的3倍以上。另外mosfet 况下，应选用mosfet的i
d s越小，在mosfet管上面的功率越小，电路的工作效率就越的内阻要尽可能小；rd s高。
另外，高电压应用时，由于高耐压的mosfet管完全导通所需的驱动电压v g s也比较高（可能会高于qx5305的输出驱动电平），为此应该选择v g s低于5v的型号。6）en使能端。
在en端接（低电平）地时，qx5305处于休眠状态，此时，工作电流小于10ua，自耗电非常小，当en端为高电平时，qx5305处于工作状态，此时空载工作电流约为200ua。
7）led灯亮度调节。
led灯的亮度调节，可由以下二种方法：
第一种方法是模拟调光，通过改变r fb的电阻。r fb的电阻越小，led灯的亮度越高，r fb 电阻越大，亮度越小。
第二种方法是在qx5305的en端加pwm控制信号调光方式，pwm信号可由cpu产生，也可由其它脉冲信号产生，pwm信号可控制通过led灯的电流从0变到正常最大电流状态。pwm占空比越大亮度越亮，即可使led灯从全暗变为全亮。利用pwm控制led的亮度，非常方便和灵活，是最常用的调光方法，pwm的频率可从100hz到10khz，电平应满足ttl或cmos标准。
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典型应用电路。
qx5305特别适合多节电池或低压供电的大功率led 照明应用，图3所示为用于太阳能路灯的驱动电路实例。
该电路工作于典型的boost 方式，输入电压通用d1稳压后给ic 供电。改变r4可以调节输出电流大小，而改变r6可以设定最大峰值功率。图中d2、r5是输出开路保护电路，d2的电压值一般选为正常输出电压的1.
1到1.2倍。
该电路也可推广用于led 路灯、led 洗墙灯、装饰灯等。
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qx5305
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包装尺寸。包装。
封装类型。包装单位每卷数量 sop-8 带/卷 2500pcs
qx5305典型应用电路。
qx5305特别适合多节电池或低压供电的大功率led照明应用，图3所示为用于太阳能路灯的驱动电路实例。该电路工作于典型的boost方式，输入电压通用d1稳压后给ic供电。改变r4可以调节输出电流大小，而改变r6可以设定最大峰值功率。
图中d2、r5是输出开路保护电路，d2的电压值一般选为正常输出电压的1.1到1.2倍。
该电路也可推广用于led路灯、led洗墙灯、装饰灯等。
1）l ed 电流的设定。
led的电流由r fb设定，r f b阻值不同，就可以设置不同的led驱动电流。r f b 的估算公式如下：
r f b=260mv/i o
i o为驱动led灯的电流。