FAN5346S30X [ONSEMI]
LED 驱动器，串行升压，带 PWM 调光接口;
| 型号： | FAN5346S30X |
| 厂家： | 
ONSEMI |
| 描述： | LED 驱动器，串行升压，带 PWM 调光接口 驱动 光电二极管 接口集成电路 驱动器 |
| 文件： | 总16页 (文件大小：1849K) |
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2012年6月
FAN5346
带PWM调光接口的串联升压LED驱动器
特性
说明
FAN5346是驱动串联LED的异步恒定电流LED驱动器，可确保所
有LED具有相同的亮度。FAN5346S20具有20V的输出电压，最
多可驱动5个串联LED。FAN5346S30X具有30V的输出电压和最多
8个串联LED。为小外形应用而优化的1.2MHz固定开关频率允许
使用小电感和小电容。
. 异步升压转换器
. 驱动串联LED:
FAN5346S20X: 20V输出
FAN5346S30X: 30V输出
. 输入电压范围：2.5V－5.5V
FAN5346使用PWM照明控制接口来设置LED亮度等级。EN引脚上
施加了一个5kHz00kHz的PWM信号。
. PWM 调光，用于LED亮度控制
. 5kHz 至 100kHz PWM 调光频率范围
. 1.2MHz 固定开关频率
. 软启动
为安全起见，该器件集成了过压、过流、短路检测和热关断保
护等功能。此外，如果电池电压过低，则会触发输入欠压闭锁
保护。
6线SSOT23封装中有FAN5346。该器件符合“绿色”和RoHS标
准。（有关飞兆半导体绿色的定义，请参考http://www.fairc
hildsemi.com/company/green/index.html。
. 输入欠压闭锁(UVLO)
. 输出过压保护 (OVP)
. 短路检测
. 热关闭保护（TSD）
. 小尺寸6 引脚SSOT23封装
应用
. 移动电话
. 移动互联网设备
. 便携式媒体播放器
. PDA、DSC、MP3 播放器
订购信息
器件编号
F5346S20X
FAN5346S30X
输出电压选择
温度范围
封装
20V
30V
6引脚、SuperSOT™-6、JEDEC MO-
193、1.6mm宽(MA06A)
-40至85°C
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FAN5346 • Rev.1.0.1
典型应用图
L = 10µH
L1
SW
D
VIN
1
2
4
6
5
3
2.5V to 5.5V
CIN = 10µF
GND
EN
FAN5346
VOUT
FB
COUT = 1µF
3 – 8 LEDs
RSET = 12.4 @ ILED = 20mA
RSET = 10.0 @ ILED = 25mA
图1。典应用
框图
6
5
SW
VIN
1
GATE
DRIVE
VOUT
6
4
GND
EN
BOOST
CONTROL
OVP/
SCD
REN
PWM I/F
3
FB
图2。功能框图
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FAN5346 • Rev. 1.0.1
引脚布局
1
2
3
6
5
4
VIN
GND
FB
SW
VOUT
EN
图3。引脚分配俯视图
引脚说明
引脚号
名称
VOUT
VIN
说明
5
1
4
升压输出电压。升压稳压器的输出。LED连接到该引脚。连接 COUT（输出电容）至GND。
输入电压。接入电源，并连接退耦CIN至地。
EN
启用亮度控制。采用PWM信号驱动该引脚可编制调光等级。
温度反馈。升压稳压器可将该引脚的电压调至.250V，以控制LED的串行电流。将该引脚连接GND和LED串
阴极之间的电流设置电阻（RSET）。
3
FB
6
2
SW
开关节点。将电感L1由VIN引脚连接至SW引脚。
接地。直接连至GND平面。
GND
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FAN5346 • Rev. 1.0.1
绝对最大额定值
应力超过绝对最大额定值，可能会损坏设备。在超出推荐的工作条件的情况下，该器件可能无法正常运行或操作，且不建议让器
件在这些条件下长期工作。此外，过度暴露在高于推荐的工作条件下，会影响器件的可靠性。绝对最大额定值仅是额定应力值。
符号
VIN
参数
最小值 最大值
单位
VIN 引脚
-0.3
-0.3
-0.3
-0.3
-0.3
-0.3
6.0
VIN + 0.3
22.0
V
V
V
V
V
V
VFB, VEN
FB、EN引脚
FAN5346S20X
VSW
VOUT
ESD
SW 引脚
FAN5346S30X
33.0
FAN5346S20X
22.0
VOUT 引脚
静电放电防护
FAN5346S30X
33.0
人体模型满足JESD22-A114
充电器件模型 JESD22-C101
1.5
1.5
kV
TJ
TSTG
TL
结温
-40
-65
+150
+150
+260
°C
°C
°C
存储温度
引脚焊接温度，10秒
推荐工作条件
推荐的操作条件表定义了器件的真实工作条件。指定推荐的工作条件以确保设备的最佳性能达到数据表中的规格。飞兆半导体
建议不要超过推荐工作条件，也不能按照绝对最大额定值进行设计。
符号
参数
最小值 最大值
单位
VIN
VIN 电源电压
VOUT 电压(1)
2.5
6.2
6.2
5
5.5
18.5
28.5
25
V
5346S20X
FAN5346S30X
VOUT
V
IOUT
TA
VOUT 负载电流
环境温度
结温
mA
-40
-40
+85
°C
°C
TJ
+125
注意：
1. 应用必须确保最大和最小占空比在20-85%之间，方可满足指定范围。
热性能
结-环境之间热阻与具体应用和电路板布局有关。该数据由2s2p四层板测得，符合JESD51-
JEDE准。特别注意的是，不要超过给定环境温度TA时的结温 TJ(max)
。
符号
参数
典型值
单位
结-环境之间热阻，SSOT23-6 封装
151
°C/W
JA
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FAN5346 • Rev. 1.0.1
电气规格
VIN = 2.7V 至 5.5V, TA= -40°C至 +85°C，除非另有说明。 典型值测量条件为 TA +25°C 且 VIN= 3.6V。
符号
电源
参数
工作条件
最小值
典型值
最大值
单位
ISD
停机电源电流
EN = GND
器件未开关，无负载
VIN
0.30
300
0.90
A
A
IQ(ACTIVE)
静态电流 ILOAD = 0mA
欠压闭锁阈值
升
2.10
1.80
2.35
2.05
250
2.60
2.30
VUVLO
V
VIN 降
VUVHYST
欠压锁定滞环宽度
mV
EN: 使能引脚
VIH
高电平输入电压
低电平输入电压
EN 下拉电阻
1.2
V
VIL
0.4
400
100
1
V
REN
fPWM
200
5
300
k
kHz
ms
PWM调光频率(3)
tSD
EN 低电平， 关断脉宽
VIN = 3.6V; 自EN的下降沿
反馈和参考
ILED = 20mA（-40°C至+85°C），
VFB
反馈电压
230
250
0.1
270
1.0
mV
2.5V ≤ VIN ≤ 5.5V
IFB
反馈输入电流
VFB = 250mV
A
电源输出
VIN = 3.6V, ISW = 10mA
VIN = 2.5V, ISW = 10mA
600
650
RDS(ON)_Q1
升压开关接通电阻
m
A
EN = 0, VN = V= VOUT = 5.5V,
VLED = 0V
ISW(OFF)
SW 节点漏电流(2)
0.1
2.0
FAN5346S0X: VIN= 3.2V 至 4.3V,
T=-20°C 至 +60°C, VF = 3.4V, 4
EDs
200
500
300
750
400
ILIM-PK
升压开关峰值电流限值
升压稳压器开关频率
mA
FAN5346S30X
1000
振荡器
fSW
0.95
1.15
1.35
MHz
输出和保护
FAN5346S20X
FAN5346S30X
FAN5346S20X
FAN5346S30X
VOUT 下降
18.0
27.5
20.0
30.0
21.5
32.5
升压输出过压保OVP)
OVP 滞环
VOVP
V
0.8
1.0
VTLSC
VTHSC
VO短路检测阈值
VUT 短路检测阈值
VIN – 1.4
VIN – 1.2
V
V
VOUT
升
DMAX
D
最大升压占空比(3,4)
最小升压占空比(3,4)
热关断
85
%
20
TTSD
150
35
°C
°C
THYS
热关闭滞环宽度
注意：
2. SW漏电流包括包括两个内部开关的漏电流；SW 至 GND 与 SW 至 VOUT。
3. 未经产品测试；由设计保证。
4. 应用必须确保最大和最小占空比在20-85%之间，方可满足指定范围。
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FAN5346 • Rev. 1.0.1
典型特性
VIN = 3.6V，TA = 25C，ILED = 25mA，L = 10µH，COUT = 1.0µF，以及CIN = 10.0µF。
90%
80%
70%
60%
50%
90%
80%
70%
60%
50%
VIN=2.5V
VIN=2.7V
VIN=3.6V
VIN=4.2V
VIN=4.5V
VIN=2.5V
VIN=2.7V
VIN=3.6V
VIN=4.2V
VIN=4.5V
5
10
15
20
25
5
10
15
20
25
25
25
LED Current (mA)
LED Current (mA)
图4。 3 LED： 效率与 LED电流
图5。 4个LED： 效率与 LED电流
和 输入电压的关系
输入电压的关系
90%
80%
70%
60%
50%
90%
80%
70%
60%
50%
VIN=2.5V
VIN=2.7V
VIN=3.6V
VIN=4.2V
VIN=4.5V
VIN=2.5V
VIN=2.7V
VIN=3.6V
VIN=4.2V
VIN=4.5V
5
10
15
20
5
10
15
20
25
LED Current (mA)
LED Current (mA)
图6。 5个LED： 效率LED电流
图7。 6个LED： 效率与 LED电流
和 输入电压的关系
和 输入电压的关系
90%
80%
70%
0%
50%
90%
80%
70%
60%
50%
VIN=2.5V
VIN=2.7V
VIN=3.6V
VIN=4.2V
VIN=4.5V
VIN=2.9V
VIN=3.6V
VIN=4.2V
VIN=4.5V
5
10
15
20
5
10
15
20
25
LED Current (mA)
LED Current (mA)
图8。 7个LED： 效率与 LED电流
和 输入电压的关系
图9。 8个LED： 效率与 LED电流
和 输入电压的关系
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FAN5346 • Rev. 1.0.1
典型特性
VIN = 3.6V，TA = 25C，ILED = 25mA，L = 10µH，COUT = 1.0µF，以及CIN = 10.0µF。
90%
80%
70%
60%
50%
90%
80%
70%
60%
50%
-40C
+25C
+85C
-40C
+25C
+85C
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
InputVoltage (V)
Input Voltage (V)
图10。 效率与 输入电压和 温度
（5个串联LED）的关系
图11。 效率与 输入电压和 温度
（个串联LED）的关系
1250
1200
1150
1100
1050
1000
0.2
0.1
0.0
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4
-40°C
+25°C
+85°C
-40°C
+25°C
+85°C
2.5
3.0
3.5
4.
4.5
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
Input Voltage (V)
InputVoltage (V)
图12。 VFB随输入电压和度的变化，7
LED，L=10µH且COUT=1.0µF
图13。 频率 vs.输入电压vs.温度
21.0
20.5
20.0
19.5
19.0
18.5
31.5
31.0
30.5
30.0
29.5
29.0
7 LEDs
L = 10µH
COUT = 1.0µF
ILED = 25mA
5 LEDs
L = 10µH
COUT =1.0F
ILED = 25mA
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
InputVoltage (V)
InputVoltage (V)
图14。 OVP vs. 输入电压: FAN5346S20X
图15。 OVP vs. 输入电压: FAN5346S30X
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FAN5346 • Rev. 1.0.1
典型特性
VIN = 3.6V，TA = 25C，ILED = 25mA，L = 10µH，COUT = 1.0µF，以及CIN = 10.0µF。
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
265
260
255
250
245
240
235
230
225
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
VIN (V)
VIN (V)
图16。 关断电流与 输入电压的关系
图17。 静态电流与输入电压的关系
25
20
15
10
5
0
0
20
40
60
0
100
Duty Cycle (%)
图18。 LED电流与 占空比，f= 20kHz的关系
图19。 5 LED 的线性瞬态响应
图20。 6 LED 的线性瞬态响应
图21。 7个LED的线路瞬态响应
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FAN5346 • Rev. 1.0.1
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典型特性
VIN = 3.6V，TA = 25C，ILED = 25mA，L = 10µH，COUT = 1.0µF，以及CIN = 10.0µF。
图22。 5只LED时的开关电压、电感电流、VFB及EN 的启动波形
图23。 5 LED的 VT, 开关电压，电感电流的稳态波形
图24。 5只LED时的开关电压、电感电流、VFB及 EN
图25。 5 LED的VOUT, 开关电压，电感电流的稳态波形
的启动波形
图27。 5 LED的VOUT,
图26。 5只LED时的开关电压、电感电流VFB及EN 的启动波形
开关电压，电感电流的稳态波形
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FAN5346 • Rev. 1.0.1
电路说明
VBG = 250mV
概述
FAN5346是一种感应电流模式升压串联LED驱动器，通过保持
+
-
电阻RSET 端电压为0.250V，实现LED电流调节。LED
串的电流(ILED)的计算公式为：
Error Amplifier
0.250
EN
ILED
(1)
FB
RSET
输出电压VOUT取决于每只LED的正向电压与RSET端电压之和，端
电压为恒值250mV。
驱动八只串联LED
图 28. PWM 调光的FB和EN电路框图
FAN5346S30X可以驱动8只串联LED，但是输入电压(VIN)的最
小值必须大于或等于2.9V，而白色LED的正向电压应该小于
或等于3.2V，同时为了维持稳态运行，LED的最大电流不能
超过20mA。
过流和短路检测
对于FAN5346S20X
与FAN5346S30X，升压稳压器的逐周期电感电流峰值限制分别为3
00mA（典型值）与mA（典型值）。
UVLO 和软启动
假定VIN高于UVLO阀值，如果EN处于低电平时间超过1ms，当E
N上升时，IC开始“冷启动”的软启动。
过压/开路保护
如果LED串路，FB保持为0V，且当没有过压保护（OVP）电路时
，输出电压持续增加。当输出电压VOUT超过20V时，FAN5346S20X
的保护（OVP）电路启动，保持稳压器升压调节关闭，直到V
PWM 调光
FAN5346
使用
PWM
PWM
信号直接调节LED串的输出电流，从而改变LED的亮度。EN
OUT
引脚高电平时，FB电压为250mV。在EN引脚上施加
信号时，电压降低，因而可令LED变暗。FB电压可根据下式
得出：
跌落低于19V为止。对于FAN5346S30X，过压保护值是30V，且当V
OUT低于29V时，该器件恢复正常状态。
热关断
晶圆温度超过150°C时，发生复位并保持，直至晶圆冷却至115
(2)
信号的占，250mV
VFB DutyCycle 250mV
其中 DutyCycle
为内部参考电压。
=
PWM
℃；此时允许电路开始软启动序列。
图 28显示 FAN5346 以PWM信号的占空比来划分内部 250mV
的参考电压。PWM
信号通过低通滤波器，然后再输入故障放大器，作为FB引脚
的参考电压。
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FAN5346 • Rev. 1.0.1
应用信息
参考原理图如图 29中所示。在输入电压大于等于2.9V (VIN ≥
2.9V）时，FAN5346可以驱动多达8只LED。但是，FAN5346可以
使用的LED数量取决于正向电压。建议白色LED的正向电压(VF)
不高于3.2V，LED的最大电流为20mA。通过将VOUT端直接与负载
相连，FAN5345可以用作升压转换器。负载的回线也应该通过
检测电阻(R1)返回到地。
图 29. 参考应用原理图
推荐的器件和PCB布局
电容与回线
在降压或升压开关稳压器
布局中，应优先考虑输入电容。一个稳定的输入电源(VIN)可以
使得开关型稳压器表现出最佳性能。稳压器运行时，其开关频
率很高，这将引起CIN
FAN5346可以升高输出电压，工作频率为1.2MHz。为了确保稳
定输出并阻止噪声的产生，应当谨慎地考虑元器件的摆放与PC
B布局。图
PCB
30给出了FAN5346评估板的一部分。关键布局器件包括： L1,
CIN, CIN 回线, COUT, 以及 COUT 回线。
的负载剧烈变化，因为这将使得输入电源按照相同的稳压器开
关频率变化。为了确保稳定的输入电源，CIN
需要保持足够的能量，才能最小化稳压器输入引脚的变化。为
了使
CIN
与稳压器输入引脚之间布线以及CIN
具有快速的充放电响应，CIN
与稳压器GND之间的回线应该尽可能的粗短，以此来最小化布
线电阻、电感与电容。在运行过程中，开关过程会导致由
CIN流入、流经稳压器后从负载流出、并流回CIN的电流含有高频
波动。由于I2R
损耗的缘故，布线电阻可以降低总效率。更进一步地，即使是
小布线电感也能有效地引起地电平的变化，给
VOUT带来噪声。应该将输入电容就近放置在稳压器的VIN与GND
引脚旁，并且布线应该越短越好。由于过孔在高频时具有很强
的电感效应，因此应该避免在不同层间布置回线。如果不可避
免的要布线到其他的PCB层，那么过孔应紧靠稳压器的VIN与GN
D引脚，以此来最小化布线距离。
输出电容与回线
输出电容不仅与输入电容具有相同的作用，而且也能保证输出
电压稳定。如上所述，电流流向负载并返回到COUT
的GND端。COUT
应该就近放置在VOUT引脚处。COUT
到L1、VOUT间的布线以及由负载到COUT间的回线应尽可能的短
粗，以此来最小化布线电阻与电感。为了最小化负载的耦合噪
声，可以在VOUT与COUT间放置一低容值电容，这样，高频噪声
在到达负载前即可回到地中。
图 30. 参考用 PCB 布局
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FAN5346 • Rev. 1.0.1
关信号线。没有必要将地平面放置在回线之下。如果回线下的
地平面有噪声，但是与稳压器的地平面不同，该噪声就会通过
PCB寄生电容耦合到FB引脚，产生噪声输出。
电感
根据以上原因，电感（L1）应该尽可能近地放置在稳压器附近
，以此来最小化布线电阻与电容。
如在
中所示图
30，CIN,
COUT
与
L1
检测电阻
均靠近稳压器放置。所有的布线都放在同一层，可以减小地平
2(7.47mm
根据检测电阻提供的反馈信号，稳压器控制输出电压。检测电
阻到FB引脚的长布线向FB引脚耦合了噪声。如果FB引脚耦合了
噪声，那么将会引起开关稳压器的不稳定运行，进而影响应用
性能。检测电阻到FB引脚的回线应该简短，且远离一切高频开
面电阻、电感。整个PCB面积为67.2mm2
8.99mm)不包括检测电阻。
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表1。建议使用的外部器件
电感 (L)
器件编号
LQH43MN100K03
生产厂商
Murata
TDK
NLCV32T-100K-PFR
VLF3010AT-100MR49-1
DEM2810C 1224-AS-H-100M
10.0µH
TDK
TOKO
最小 COUT
1.0µF
最小 CIN
CV105X5R105K25AT
AVX/Kyocera
Murata
10.0µF
肖特基二极管
N/A
GRM21BR71A106KE51L
RBS520S30
RB520S-30
飞兆半导体
N/A
Rohm
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物理尺寸测试
图31。6引脚、SuperSOT™-6、JEDEC MO-193、1.6mm宽
封装图纸是作为一项服务而提供给考虑选用飞兆半导体产品的客户。具体参数可进行改动，且无需做出相应通知。请注意图纸上的版本和/或日
期，并联系飞兆半导体代表核实或获得最新版本。封装规格并不超出飞兆公司全球范围内的条款与条件，尤其指保修，保修涉及飞兆半导体的全
部产品。
随时访问飞兆半导体在线封装网页，可以获得最新的封装图:
http://www.fairchildsemi.com/packaging/.
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